MEDICINOS AKADEMIJA FARMACIJOS FAKULTETAS KLINIKINĖS FARMACIJOS KATEDRA
JŪRATĖ PETRAITYTĖ
PUSKIETĖS EMULSINĖS SISTEMOS V/A SU BIČIŲ VAŠKU
MODELIAVIMAS IR KOKYBĖS VERTINIMAS
Magistro baigiamasis darbas
Darbo vadovė:
doc., dr. A. M. Inkėnienė
LIETUVOS SVEIKATOS MOKSLŲ UNIVERSITETAS MEDICINOS AKADEMIJA
FARMACIJOS FAKULTETAS KLINIKINĖS FARMACIJOS KATEDRA
TVIRTINU:
Farmacijos fakulteto dekanas prof. Vitalis Briedis
……….... ……….……… (parašas) (data)
PUSKIETĖS EMULSINĖS SISTEMOS V/A SU BIČIŲ VAŠKU
MODELIAVIMAS IR KOKYBĖS VERTINIMAS
Magistro baigiamasis darbas
Darbo vadovė
………. (vardas, pavardė, parašas)
………. (data)
Recenzentas Darbą atliko magistrantė
………. ….………. (vardas, pavardė, parašas) (vardas, pavardė, parašas)
………. ….………. (data) (data)
TURINYS
ĮVADAS ... 9
DARBO TIKSLAS IR UŽDAVINIAI ... 14
1. LITERATŪROS APŽVALGA ... 15
1.1. Odos funkcijos ir sandara ... 15
1.1.1. Odos ligos ir dermatologija ... 15
1.2. Puskietės emulsinės sistemos ... 16
1.2.1. Puskiečių emulsinių sistemų v/a ypatumai ... 17
1.2.2. Puskiečių emulsinių sistemų v/a įtaka veikliosios medžiagos atpalaidavimui ir pasisavinimui .. 17
1.3 Natūralios medžiagos, vartojamos puskiečių emulsinių sistemų gamyboje ... 18
1.3.1. Aliejai ... 18
1.3.2. Natūralūs emulsikliai ... 19
1.3.3. Bičių vaškas ... 20
1.4. Modeliuojamos emulsinės sistemos (v/a) komponentų savybės ... 21
2. TYRIMO METODIKA ... 22
2.1. Tyrimo objektas ... 22
2.2. Tyrimo medžiagos, įranga ir metodai ... 22
2.2.1. Medžiagos ir įranga ... 22
2.2.2. Pusiau kietų emulsinių sistemų (v/a) gamyba ... 22
2.2.3. Sudėties parinkimas ... 23
2.2.3.1. Natūralios kilmės emulsiklių pusiau kietai emulsinei sistemai (v/a) parinkimas ... 23
2.2.3.2. Puskiečių emulsinių sistemų v/a sudėčių modeliavimas, remiantis matematiniu modeliu . 24 2.2.4. pH reikšmės nustatymas ... 25
2.2.5. Klampos nustatymas ... 25
2.2.7. Mikrostruktūros tyrimas ... 26
2.2.8. Centrifugavimas ... 26
2.2.9. Modelinės medžiagos išsiskyrimo tyrimas ... 26
2.2.10. Juslinių savybių tyrimas ... 28
2.2.11. Statistiniai metodai ... 28
3. TYRIMO REZULTATAI IR JŲ APTARIMAS ... 29
3.1. Tinkamos emulsinės sistemos sudėties atranka ... 29
3.1.1.1. pH reikšmių stabilumas ... 31
3.1.1.2. Mikrostruktūros stabilumas ... 32
3.1.2. Tiriamųjų puskiečių emulsinių sistemų stabilumo vertinimas centrifuguojant ... 33
3.1.3. Emulsinių sistemų klampos stabilumo tyrimas ... 34
3.2. Bičių vaško funkcijų emulsinėje sistemoje vertinimas ... 35
3.2.1. Bičių vaško įtaka emulsinės sistemos klampai ... 35
3.2.2. Bičių vaško įtaka emulsinių sistemų stabilumui... 36
3.2.2.1. Emulsinių sistemų stabilumo vertinimas centrifuguojant ... 37
3.2.2.2. Emulsinių sistemų mikrostruktūros tyrimas ... 38
3.2.2.3. Bičių vaško įtaka emulsinių sistemų pH reikšmės stabilumui ... 38
3.2.3. Bičių vaško emulsuojančių savybių vertinimas ... 39
3.2.4. Modelinės medžiagos – askorbo rūgšties išsiskyrimo iš puskiečių emulsinių sistemų v/a tyrimas……….41
3.2.5. Juslinių savybių tyrimas ... 43
IŠVADOS ... 45
PRAKTINĖS REKOMENDACIJOS ... 46
SANTRAUKA
PUSKIETĖS EMULSINĖS SISTEMOS V/A SU BIČIŲ VAŠKU MODELIAVIMAS IR KOKYBĖS VERTINIMAS
Jūratės Petraitytės Magistro baigiamasis darbas/Darbo vadovė doc. dr. Asta Marija Inkėnienė Emulsijos yra patrauklios išvaizdos, universalūs produktai, jų naudojimas yra paprastas bei priimtinas, dėl to jos yra ypač dažnai sutinkamos dermatologijoje, gydant įvairias odos ligas. Stabilus puskietis emulsinis pagrindas iš natūralių medžiagų yra aktualus, nes turi dideles pritaikymo galimybes kosmetinių ir gydomųjų kremų gamyboje.
Tyrimo objektas – puskietė emulsinė sistema vanduo aliejuje iš natūralių medžiagų su bičių vašku, kaip vaistinių medžiagų nešiklis dermatologiniams preparatams. Darbo tikslas – puskietės emulsinės sistemos vanduo aliejuje (v/a) su bičių vašku sumodeliavimas ir modelinės medžiagos – askorbo rūgšties atpalaidavimo iš sumodeliuotos sistemos įvertinimas biofarmaciniu in vitro tyrimu. Tyrimo uždaviniai: parinkti puskietės emulsinės sistemos sudėtį, remiantis ortogonaliu statistiniu planu, ir atrinkti stabilius pavyzdžius pagal pasirinktus vertinimo kriterijus (tinkamas pH, klampa, mikrostruktūra bei juslinės savybės); nustatyti puskiečių emulsinių sistemų fizikocheminius rodiklius (pH, klampą, mikrostruktūrą) bei įvertinti jų stabilumą po 1 ir 3 mėn.; įvertinti bičių vaško įtaką puskiečių emulsinių sistemų klampai, stabilumui, juslinėms savybėms bei askorbo rūgšties atpalaidavimui iš puskietės emulsinės sistemos; įvertinti modelinės medžiagos – askorbo rūgšties atpalaidavimą iš tiriamų puskiečių emulsinių sistemų, atliekant biofarmacinį tyrimą in vitro per pusiau pralaidžią membraną; atlikti emulsinės sistemos juslinių savybių ir kokybės įvertinimą.
Pritaikius statistinio paketo „Statistika 6.0“ Ortogonalų statistinį planą buvo pagaminta ir ištirta 18 skirtingų sudėčių emulsinių pagrindų. Remiantis fizikinių reikšmių kriterijais (pH reikšme, klampa), mikrostruktūra bei stabilumu buvo nustatyta, kad tinkamas emulsiklis yra lanolino alkoholis, parinkta tinkamiausia emulsinės sistemos sudėtis: saulėgrąžų aliejus – 60,16 proc., baltasis bičių vaškas – 12,5 proc., lanolino alkoholis – 3,5 proc., išgrynintas vanduo – 23,86 proc.. Laikant natūraliomis sąlygomis tinkamiausios sudėties emulsinė sistema išliko stabili 3 mėnesius.
Tam, kad įvertinti vaško funkcijas emulsinėje sistemoje, pagamintos 3 emulsijos su skirtinga vaško koncentracija: su 6,25 proc. vaško, su 18,75 proc. vaško, bei emulsija su 10 proc. parafino vietoje vaško. Palyginus jų fizikochemines ir juslines savybes su atrinktos tinkamiausios sudėties emulsinės sistemos savybėmis paaiškėjo, kad atrinkta emulsija yra stabilesnė nei kiti pavyzdžiai bei turi priimtinesnes juslines savybes. Atlikus modelinės hidrofilinės medžiagos atpalaidavimo tyrimą, paaiškėjo, kad bičių vaško buvimas emulsinėje sistemoje ir tinkamas jo kiekis pagerina modelinės medžiagos – askorbo rūgšties išsiskyrimą iš sistemos.
SUMMARY
MODELING AND QUALITY EVALUATION OF SEMISOLID EMULSION SYSTEM W/O WITH BEESWAX
Master‘s thesis by Jūratė Petraitytė/Thesis supervisor associate professor, dr. Asta Marija Inkėnienė
Emulsion has an attractive conformation and is an universal product. It‘s usage is simple and acceptable. For this reason, it is often used in dermatology for curing different skin disease. Stable semisolid emulsion base from natural materials is relevant because it has a big variety of use in cosmetic and remedial cream production.
The object of research – the system of semisolid emulsion water in oil from natural materials and beeswax as a carrier of medical materials in dermatological preparations. The aim of the work – modeling the system of semisolid emulsion water in oil with the beeswax and modeling materials as liberation ascorbic acid from simulated system and it‘s biopharmacy evaluation by in vitro research. The task of research: to choose the composition of semisolid emulsion system on the ground of orthogonal statistic plan and select stable samples according to evaluation criterion (the proper pH, viscosity, microstructure and organoleptic properties); to rate physicochemical rates of the system of semisolid emulsion (pH, viscosity, microstructure) and evaluate their stability after 1 and 3 months; to evaluate the influence of beeswax on the viscosity, stability, sensual properties and the liberation of ascorbic acid from the system of semisolid emulsion; to evaluate modeling materials – the liberation of ascorbic acid from investigative system of semisolid emulsion carrying out biopharmacy research in
vitro through semi-permeable membrane; to evaluate sensual properties and quality of the system of
semisolid emulsion.
Applying statistical packet „Statistica 6.0“ orthogonal statistic plan there were made and researched 18 emulsion bases of different constitutions. According to criterion of physical interest (importance of pH, viscosity), microstructure and stability were rated that the proper emulsifier is lanolin alcohol. The propiest consistitution of the system of emulsion is: sunflower oil – 60,16 percent, the white beeswax – 12,5 percent, the alcohol of lanolin – 3,5 percent, purified water – 23,86 percent. Keeping the emulsion system in natural conditions it‘s proper constitution had remained stable for three months.
To evaluate the function of beeswax in emulsion system there were made 3 emulsions with different concentration of wax: with 6,25 percent of wax, with 18,75 percent of wax and emulsion with 10 percent paraffin instead of wax. Comparing their physicochemical and sensual properties with the properties of the propiest constitution emulsion system it became clear that the chosen emulsion is
more stable than the other samples and has more acceptable sensual properties. After research of liberation of hydrophilic material it became clear that the being of the beeswax in emulsion system and the proper amount of it improves the liberation of the modeling material ascorbic acid from the system.
PADĖKA
Už suteiktas kokybiškas darbo sąlygas ir materialinę bazę atlikti mokslinį darbą „Puskietės emulsinės sistemos v/a su bičių vašku modeliavimas ir kokybės vertinimas“ dėkoju Klinikinės farmacijos katedros vedėjui prof. V. Briedžiui ir visam kolektyvui. Už visapusišką pagalbą, konsultacijas bei patarimus rengiant magistro baigiamąjį darbą dėkoju savo vadovei, Klinikinės farmacijos katedros dėstytojai, doc., dr. A. M. Inkėnienei.
ĮVADAS
Produktų modeliavimas iš natūralių medžiagų yra didelis iššūkis farmacijos ir dermatologijos mokslams, nes natūralios medžiagos pasižymi mikrobiologiniu nestabilumu, sunkiau sumodeliuoti geras juslines savybes turintį preparatą. Natūraliu gali būti vadinamas tik toks produktas, kurio sudėtyje yra vien natūralios kilmės medžiagos. Natūralūs komponentai dermatologinių produktų kūrime ir gamyboje gali būti naudojami kaip veikliosios, ir kaip pagalbinės medžiagos – emulsikliai, stabilizatoriai, konservantai. Pastarųjų savybių turi bičių vaškas .
Natūralios medžiagos – tai medžiagos, kurios yra kilę iš augalų, gyvūnų ar kitų organinių substancijų. Jos buvo naudojamos medicinos bei kosmetikos reikmėms tūkstančius metų, visose pasaulio šalyse, tačiau greitas chemijos pramonės suklestėjimas praėjusio amžiaus ketvirtajame - penktajame dešimtmečiuose sąlygojo sintetinių medžiagų išpopuliarėjimą. Dėl to natūralios medžiagos buvo paliktos „antrame plane“. Sintetinių medžiagų gavyba pasirodė gerokai pigesnė nei natūralių, didesnė jų įvairovė, platesnės technologinės galimybės, pavyzdžiui – į emulsijas su sintetinėmis medžiagomis galima įterpti stebėtinai daug veikliųjų medžiagų.
Pastaruosius kelis dešimtmečius chemijos žinios bei supratimas tampa vis gilesni, atliekama daug mokslinių tyrimų ir sintetinių medžiagų neigiamos savybės nusveria jų naudą. Pastebėta, jog sintetinės medžiagos yra toksiškos, žymiai dažniau sukelia alergijas bei kitas nepageidaujamas reakcijas.
Stabili pusiau kieta emulsinė sistema iš natūralių medžiagų farmacijoje yra aktuali kosmetinių ir gydomųjų kremų gamyboje. Emulsijos yra patraukli dermatologinio vaisto forma, turinti plačias pritaikymo galimybes, į jas galima įterpti tiek hidrofilines, tiek hidrofobines medžiagas.
Nepaisant to, kad preparatai, pagaminti iš natūralių medžiagų turi trumpesnį galiojimo laiką ir sunkiau pagaminti stabilią formą, tačiau jie yra ekologiški, draugiški aplinkai ir žmogaus organizmui, jų nauda pagrįsta tūkstantmete patirtimi ir šiuolaikiniais moksliniais tyrimais. Natūralios medžiagos tampa ateities perspektyva medicinoje, farmacijoje ir kosmetologijoje. [3, 25, 45]
Darbo tikslas – puskietės emulsinės sistemos vanduo aliejuje (v/a) su bičių vašku sumodeliavimas ir modelinės medžiagos – askorbo rūgšties atpalaidavimo iš sumodeliuotos sistemos įvertinimas biofarmaciniu in vitro tyrimu.
DARBO TIKSLAS IR UŽDAVINIAI
Darbo tikslas – puskietės emulsinės sistemos vanduo aliejuje su bičių vašku sumodeliavimas ir modelinės medžiagos – askorbo rūgšties atpalaidavimo iš sumodeliuotos sistemos įvertinimas biofarmaciniu in vitro tyrimu.
Tyrimo uždaviniai:
1) parinkti puskietės emulsinės sistemos sudėtį, remiantis ortogonaliu statistiniu planu, ir atrinkti stabilius pavyzdžius pagal pasirinktus vertinimo kriterijus (tinkamas pH, klampa, mikrostruktūra bei juslinės savybės), nustatyti atrinktų pavyzdžių fizikocheminius rodiklius (pH, klampą, mikrostruktūrą) bei įvertinti jų stabilumą po 1 ir 3 mėn.
2) įvertinti bičių vaško įtaką puskiečių emulsinių sistemų klampai, stabilumui, juslinėms savybėms bei askorbo rūgšties atpalaidavimui iš puskietės emulsinės sistemos;
3) įvertinti modelinės medžiagos – askorbo rūgšties atpalaidavimą iš tiriamų puskiečių emulsinių sistemų, atliekant biofarmacinį tyrimą in vitro per pusiau pralaidžią membraną;
4) palyginti tiriamųjų emulsinių sistemų juslines savybes ir nustatyti priklausomybę nuo sudėties.
1. LITERATŪROS APŽVALGA
1.1. Odos funkcijos ir sandara
Oda yra didžiausias ir vienas iš svarbiausių žmogaus organų. Ji saugo vidinę organų sistemą nuo neigiamo išorinės aplinkos poveikio – oro taršos, mikroorganizmų, temperatūros pokyčių, ultravioletinių spindulių. [52]
Žmogaus oda sudaryta iš kelių pagrindinių sluoksnių:
epidermis, kuris dar skirstomas į raginį ir pamatinį sluoksnį;
derma arba tikroji oda - joje išsidėstę prakaito liaukos, riebalų liaukos, limfagyslės, išorinis kraujagyslių tinklas, nervų galūnės;
hipoderma arba poodis - jame gausu riebalų ląstelių, kurios atlieka termoreguliacinę, apsauginę funkciją bei saugo maistines medžiagas. [24]
1 pav. Odos struktūra: HF – plauko folikulas, ESG – prakaito liauka, SC – raginis sluoksnis, E – epidermis, D – dermis, SFL – poodinis riebalinis sluoksnis (hipoderma) [31]
Oda atlieka daugybę gyvybiškai svarbių funkcijų: saugo nuo aplinkos poveikio, padeda organizmui išsaugoti vandenį – saugo nuo dehidratacijos, atlieka termoreguliacinę funkciją, kaupia vitaminą D, riebalus ir kartu su raumenų sistema apsaugo nuo smūgių. Taip pat oda yra ir šalinimo organas – padeda organizmui pašalinti kai kuriuos metabolizmo produktus. [52]
1.1.1. Odos ligos ir dermatologija
Viršutinis sluoksnis sudaro ant odos apsauginį barjerą iš riebiųjų rūgščių, cholesterolio, keramidų ir suragėjusių, daug baltymų turinčių ląstelių. Šį barjerą gali pažeisti įvairūs fizikiniai
veiksniai, nervinės ligos, mikroorganizmai, imuniniai susirgimai ar paveldimumas. Tada oda tampa neatspari infekcijoms, praranda savo savybes. [23]
Tokios odos ligos kaip – aknė, egzema, žvynelinė, karpos, odos vėžys – yra vienos iš dažniausiai pasitaikančių žmogaus ligų. [31, 40]
Dermatologija gydo šias pagrindines sritis: odos paviršių – raginį sluoksnį, epidermį ir viršutinę odą, bei odos liaukas ir sisteminę kraujotaką. Tam, kad apsaugoti odą nuo neigiamo aplinkos poveikio ir gydyti jau esamus susirgimus, dažniausiai pasitelkiamos puskietės emulsinės sistemos. Į jas lengva įterpti vaistines medžiagas, kurios, sąlyčio su oda metu, yra atpalaiduojamos ir sukelia vaistinių medžiagų vietinį ar sisteminį poveikį. Taip pat šių preparatų sudėtis gali būti parenkama tokia, kad sukeltų minkštinantį, drėkinantį ar riebinantį poveikį, priklausomai nuo ligos. [16, 19, 23]
1.2.
Puskietės emulsinės sistemos
Pusiau kieti dermatologiniai preparatai yra skirstomi į keletą kategorijų, tai yra: gydomieji balzamai, tepalai, kremai, geliai, pastos ir kt. Išskiriamos trys pagrindinės ant odos vartojamų puskiečių preparatų funkcijos:
1) apsaugoti pažeistą vietą nuo aplinkos poveikio ir leisti jai gyti; 2) suteikti drėkinantį, riebinantį, maitinantį ar raminamajį poveikį;
3) sistemiškai ar vietiškai atpalaiduoti veikliąją medžiagą, tam tikram terapiniam efektui sukelti. [28]
Emulsiniai pagrindai naudojami kremų gamyboje ir priklauso difilinių pagrindų grupei. Į juos galima įterpti įvairias vaistines medžiagas, vitaminus. Veikliosios medžiagos įterpiamos atsižvelgiant į jų tirpumą – aliejuje tirpstančios medžiagos tirpinamos hidrofobinėje fazėje, o vandenyje tirpios – hidrofilinėje fazėje. [42, 44]
Išskiriami trys pagrindiniai emulsijų tipai: aliejus vandenyje (a/v), vanduo aliejuje (v/a), bei daugiafazės emulsijos (v/a/v). Aliejus vandenyje tipo emulsijas sudaro vandeninė arba hidrofilinė terpė, kurioje lašelių pavidalu yra pasiskirstęs aliejus – hidrofobinė fazė. Šio tipo emulsijos sukelia drėkinantį poveikį, lengvai įsigeria, iš jų lengvai atsipalaiduoja ir prasiskverbia į odą veikliosios medžiagos. Vanduo aliejuje tipo emulsijose hidrofilinė fazė yra pasiskirsčiusi hidrofobinėje terpėje. Jos dar vadinamos atvirkštinio tipo emulsijomis. Šie pagrindai yra riebesni nei a/v tipo, sukelia minkštinantį bei riebinantį poveikį, iš jų sunkiau atsipalaiduoja veikliosios medžiagos, tačiau veiksmingiau prasiskerbia į gilesnius odos sluoksnius. [17]
Norint pasiekti tam tikrą terapinį efektą, svarbu atsižvelgti į farmacinius veiksnius, kurie daro įtaką pusiau kieto preparato veiksmingumui ir veikliųjų medžiagų prasiskverbimui į odą. Tokie
farmaciniai veiksniai – vaistinės medžiagos fizikinė būklė, cheminė struktūra, tirpumas, pagalbinės medžiagos, jų savybės ir kiekiai, vaistų forma, pagrindo sudėtis, panaudota gamybos technologija – lemia vaistinės medžiagos atpalaidavimą ir pageidaujamą emulsijos poveikį. [42]
1.2.1. Puskiečių emulsinių sistemų v/a ypatumai
Modeliuojant v/a tipo puskiečius emulsinius pagrindus svarbu atkreipti dėmesį į technologinių aspektų ypatumus ir pagamintų pagrindų panaudojimo galimybes.
Klampioje terpėje disperguota vandeninė fazė yra gana stabili, hidrofilinės terpės konglomeracija (susiliejimas) ir emulsijos išsisluoksniavimas vyksta lėčiau nei a/v tipo pagrinduose, tačiau gamyboje vis tiek būtina naudoti emulsiklius, kurie stabilizuoja sistemą. Labai svarbu yra teisingai parinkti emulsiklį. V/a tipo emusijas stabilizuoja hidrofobiniai – tirpūs aliejuje emulsikliai. Emulsiklio tinkamumas ir veiksmingumas išreiškiamas hidrofilinio – lipofilinio balanso skaičiumi (HLB). V/a emulsinius pagrindus emulguoja emulsikliai, kurių HLB ≤ 10. [1, 27]
V/a tipo puskiečiai emulsiniai pagrindai yra riebūs, dėl to jų vartojimas mažiau priimtinas nei a/v tipo emulsinių pagrindų, tačiau daug vaistinių medžiagų yra hidrofobinės ir atsipalaiduoja lengviau bei greičiau iš v/a tipo emulsinio pagrindo, negu iš a/v tipo. Taip pat svarbu paminėti, kad v/a tipo emulsiniai pagrindai yra labiau minkštinantys bei drėkinantys, nes jie sudaro riebalinę plėvelę, kuri suminkština raginį odos sluoksnį, tokiu būdu pagerina veikliųjų medžiagų bei vandens prasiskverbimą į gilesnius odos sluoksnius ir sumažina jo netekimą – išsaugo drėgmę. [17]
V/a tipo emulsiniai pagrindai yra gana lengvai stabilizuojami emulsikliais, tačiau ne ką mažiau svarbūs yra ir kiti veiksniai. Mikrobiologinis užterštumas turi būti kontroliuojamas įterpiant konservantus, ar kitas medžiagas, turinčias antibakterinių bei antiseptinių savybių. Taip pat svarbu išvystyti tokią gamybos technologiją ir parinkti tinkamas medžiagas bei jų koncentracijas ir santykį, kad gauto emulsinio pagrindo juslinės savybės būtų priimtinos vartotojui. Didelę reikšmę čia turi medžiagų kilmė, t.y. – sintetinės ar natūralios medžiagos naudojamos emulsijos gamyboje.
1.2.2. Puskiečių emulsinių sistemų v/a įtaka veikliosios medžiagos atpalaidavimui
ir pasisavinimui
Veikliųjų medžiagų atpalaidavimui svarbi puskietės emulsinės sistemos v/a savybė yra stabilumas. Vykstant natūraliam emulsijos senėjimo procesui gali vykti vandeninės fazės lašelių koalescencija (susijungimas), fazių inversija, kisti pH, klampa. Šie pokyčiai gali pakeisti ne tik juslines
savybes, bet ir veikliosios medžiagos atpalaidavimo greitį bei atpalaiduojamos medžiagos kiekį. Todėl būtina įvertinti modeliuojamos puskietės emulsinės sistemos stabilumą.
Puskiečiai emulsiniai v/a tipo pagrindai yra stabilesni nei a/v tipo. Puskietės emulsinės sistemos vanduo aliejuje turi odą minkštinančių savybių, sumažina paviršiaus įtempimą tarp emulsinio pagrindo ir odos, todėl veikliosios medžiagos geriau prasiskverbia į odą. Technologiniu požiūriu yra svarbu tai, kad veikliosios medžiagos gali būti įterpiamos į hidrofilinę ar hidrofobinę fazę. [41]
1.3 Natūralios medžiagos, vartojamos puskiečių emulsinių sistemų gamyboje
1.3.1. Aliejai
Modeliuojant puskietes emulsines sistemas svarbu pasirinkti aliejų, kuris turėtų pageidaujamų savybių – sudarytų stabilią emulsiją, netrukdytų atsipalaiduoti veikliąjai medžiagai ir turėtų priimtinas juslines savybes. Kremų gamyboje gali būti vartojami tiek augaliniai, tiek gyvulinės kilmės aliejai ir riebalai. [14]
Atsižvelgiant į kokybę, sudėtį ir kainą dažniausiai puskiečiams emulsiniams pagrindams naudojami augaliniai aliejai: alyvuogių, avokadų, kokosų, migdolų, saulėgrąžų, bei gyvulinės kilmės riebalai – kiaulių taukai. [49]
Alyvuogių aliejus pasižymi antioksidacinėmis, priešuždegiminėmis savybėmis. Jis vertinamas dėl sudėtyje esančių mononesočiųjų riebalų rūgščių, fenolinių junginių, sterolių, flavonoidų bei vitaminų – tokoferolių, β-karotino. Alyvuogių aliejus nuo senų laikų buvo vartojamas ne tik maistui gaminti, tačiau ir išoriškai – žvynelinei, raumenų skausmams lengvinti, kaip masažo aliejus. [3, 10, 51]
Avokadų aliejus savo savybėmis yra panašus į alyvuogių aliejų. Šalto spaudimo avokadų aliejaus sudėtyje aptinkama riebiųjų rūgščių, sterolių, pigmentų – chlorofilų, karotinoidų bei tokoferolių. Šios bioaktyvios medžiagos yra naudingos odai, tačiau avokadų aliejus turi savitą kvapą, kuris gali būti nepriimtinas kremuose. [20]
Nerafinuoto kokosų aliejaus sudėtis išsiskiria iš kitų aliejų savo riebiųjų rūgščių kompozicija. Jį sudaro daugiausia vidutinio ilgio grandinės riebiosios rūgštys, iš kurių net 49% yra lauro rūgštis, turinti priešuždegiminių ir antibakterinių savybių. Kokosų aliejumi gali būti gydomos kandidozės, Herpes simplex virusas, įvairūs uždegiminiai odos procesai, nudegimai, jis maitina ir apsaugo odą. Tačiau, naudojant jį puskiečių emulsinių sistemų gamyboje, reikia atsižvelgti į tai, kad kambario temperatūroje (iki 24°C) šis aliejus yra kietos konsistencijos ir tai turės įtakos emulsinio pagrindo klampai. [22]
Migdolų aliejus yra dviejų rūšių – karčiųjų ir saldžiųjų migdolų. Sudėtimi jie yra panašūs į alyvuogių aliejų, pagrindinė riebioji rūgštis – oleinas. Karčiųjų migdolų aliejus ilgiau išlieka nepakitęs, turi ilgesnį galiojimo laiką, tačiau gali sukelti alergines reakcijas, pavyzdžiui – galvos skausmą. Abu aliejai yra naudojami kremų gamyboje, turi malonų kvapą. [33]
Saulėgrąžų aliejus taip pat yra riebiųjų rūgščių šaltinis, iš jų svarbiausios – linoleinė ir oleinė rūgštys. Taip pat šio aliejaus sudėtyje yra sterolių (0,26 – 0,30 proc.), tokoferolių (iš jų apie 70 proc. - α-tokoferoliai), fosfolipidų, karotinoidų, gali būti vaško pėdsakų. Saulėgrąžų aliejus yra ketvirtas pagal išgaunamą kiekį aliejus pasaulyje, po sojų, palmių ir rapsų. Jis yra bekvapis arba silpno kvapo, nebrangus, medicinoje ir kosmetologijoje naudojamas negyjančioms žaizdoms, opoms, odos pažeidimams, žvynelinei, artritui gydyti bei kremų pagrindų gamybai ir kaip masažo aliejus. [21, 33]
Beveik visi augaliniai aliejai tinkami naudoti puskiečių preparatų gamyboje, tačiau, remiantis jų sudėties, savybių bei kainos skirtumais yra pasirenkamas optimaliausias variantas.
1.3.2. Natūralūs emulsikliai
Emulsikliai savo sudėtyje turi hidrofilinę bei lipofilinę dalis, jie susikoncentruoja ir yra absorbuojami aliejaus – vandens sąveikos vietoje, sudarydami apsauginį barjerą aplink disperguotus lašelius, neleisdami jiems susilieti. Taigi, emulsiklis yra itin svarbus veiksnys puskiečių emulsinių preparatų stabilumui, todėl turi būti kruopščiai parinktas juos modeliuojant. [29]
Vieni dažniausiai puskiečių emulsinių sistemų v/a modeliavime naudojamų natūralių emulsiklių yra cholesterolis, lanolino alkoholis bei lecitinas. Jie vadinami lipofiliniais emulsikliais (HLB ≤10). [34]
Cholesterolis yra gyvūnų audinių steroidinis alkoholis ir yra aptinkamas beveik visose žmogaus ir gyvūnų ląstelėse.
Lanolino alkoholis, gaunamas iš avių vilnos, minkština odą, tačiau užkemša poras, todėl dermatologinių produktų su lanolino alkoholiu nepatariama vartoti žmonėms turintiems spuoguotą, riebią odą. Lanolino alkoholis gali būti sintetinis ir natūralus. Pastarasis sukelia mažiau alerginių reakcijų.
Lecitinas gali būti gaunamas iš kiaušinių trynių arba iš sojų pupelių. Priklausomai nuo kilmės šiek tiek skiriasi jų sudėtis, tačiau didelės įtakos emulguojančioms savybėms tai neturi. [47]
Nepriklausomai nuo savo prigimties emulsiklis turi būti netoksiškas, nedirginantis, chemiškai stabilus ir nesąveikauti su kitais emulsijos komponentais. Natūralūs emulsikliai gali būti mikrobiologinio užterštumo šaltinis, tačiau jie rečiau sukelia alergines reakcijas nei sintetiniai. [29]
1.3.3. Bičių vaškas
Vašką gamina bitės (Apis mellifera), jos turi specialias liaukas, kurios sekretuoja vašką. Šią medžiagą bitės naudoja korių gamybai, kaip konstrukcinę medžiagą. Žmonės vašką plačiai naudoti ir gaminti pramoniniu būdu pradėjo XIX amžiuje. Dermatologijoje ir farmacijoje vaškas vartojamas kremų, tepalų, lūpų pieštukų gamyboje bei termoterapijai.
Vaško fizikocheminės savybės: 20°C ir žemesnėje temperatūroje yra kietas, perlaužus matoma kristalinė struktūra, lydymosi temperatūra 65 - 68°C, netirpus vandenyje ir glicerine, tirpsta šiltame etanolyje, acetone, benzine, chloroforme. Vaškas gali būti baltasis (Cera alba) ir geltonasis (Cera flava). Pastarasis yra malonaus medaus kvapo, beskonis, geltonos ar rudos spalvos. Baltasis vaškas gaunamas balinant geltonąjį vašką rūgštimis, vandenilio peroksidu, kalio permanganatu ar saulės šviesa. Šis vaškas yra baltos spalvos, būdingo medaus kvapo neturi.
Vaškas yra natūralus produktas ir jame negali būti jokių sintetinių priedų. Jo sudėtyje yra apie 300 skirtingų junginių. Vašką sudaro:
esteriai (70 – 75 proc.): monoesteriai (35 proc.); diesteriai (14 proc.); triesteriai (3 proc.); hidroksimonoesteriai (4 proc); hidroksipoliesteriai (8 proc.) rūgščių esteriai (1 proc.); rūgščių poliesteriai (2 proc.); laisvos riebalų rūgštys (13 – 15 proc.); angliavandeniai (12 – 15 proc.); vanduo (0,1 – 2,5 proc);
karotinoidai (~10mg/100g vaško);
mineralinės medžiagos, žiedadulkės, pikis, lervučių bei mirusių bičių liekanų pėdsakai.
Natūralus bičių vaškas dermatologiniuose produktuose minkština, maitina odą ir sukuria apsauginę plėvelę, saugodamas odą nuo kenksmingo aplinkos poveikio ir drėgmės netekimo. Jis turi emulguojančių bei antiseptinių savybių. Vienintelė neigiama vaško savybė yra tokia, kad jis gali sukelti alergiją. Žmonės, alergiški bičių produktams, negali vartoti preparatų su bičių vašku. [9]
1.4. Modeliuojamos emulsinės sistemos (v/a) komponentų savybės
Askorbo rūgštis – vienas svarbiausių ir geriausiai ištirtų vitaminų, žmogaus organizme negaminamas. Tirpus vandenyje - hidrofilinis. Turi antioksidacinių savybių, saugo nuo žalingo laisvųjų radikalų poveikio, skatina žaizdų gijimą [5].
Baltasis bičių vaškas – išvalytas ir išbalintas vaškas, gaunamas iš bičių korių. Tai baltos spalvos, bekvapės plokštelės. Pasižymi odą minkštinančionis savybėmis. Bičių vaškas yra emulsinių sistemų stabilizatorius, tirštiklis, kietiklis [37].
Cholesterolis – gaunamas iš galvijų. Tai baltos ar gelsvos spalvos pokštelių, adatėlių pavidalo pudra ar granulės. Dermatologinėse priemonėse naudojamas 0.3 – 5.0 proc. koncentracijos. Tai natūralus puskiečių emulsinių sistemų v/a emulsiklis. Turi vandenį sugeriančių bei minkštinančių savybių [37].
Lanolino alkoholis – iš lanolino išgautas alkoholis. Blyškiai gelsvos spalvos tiršta masė, turinti minkštinančių, tirštinančių, drėkinančių savybių. Naudojamas kaip emulsiklis v/a emulsijose, gerai absorbuoja vandenį, suteikia kreminę struktūrą. Naudojama apie 3,5 proc. koncentracija.
Lecitinas – gelsvai rusvos spalvos biri masė, blogai tirpi vandenyje, gerai alkoholyje, augaliniuose aliejuose. Gaunamas iš kiaušinių ar sojų. Tai natūralus emulsiklis, susidedantis iš glikolipidų, trigliceridų ir fosfolipidų. Biologiškai aktyvi medžiaga, įeinanti į ląstelių membranų sudėtį. Kaip emulsiklis kosmetikos priemonėse gali būti naudojamas iki 15 proc. koncentracijos. Tai geras minkštiklis, drėkiklis. Turi savybę sugerti vandenį [37].
Parafinas – baltos spalvos kietos plokštelės, angliavandenių mišinys, gaunamas iš naftos frakcijų. Turi emulguojančių, minkštinančių savybių. Toksiškas, gali sukelti alergijas [7].
2. TYRIMO METODIKA
2.1. Tyrimo objektas
Tyrimo objektas – puskietė emulsinė sistema v/a iš natūralių medžiagų, su bičių vašku, kaip vaistinių medžiagų nešiklis dermatologiniams preparatams.
2.2. Tyrimo medžiagos, įranga ir metodai
2.2.1. Medžiagos ir įranga
Automatinė maišyklė „Unguator 2100”;
Baltasis bičių vaškas (Sigma – Aldrich, Vokietija); Cholesterolis (ROTH, Vokietija);
Išgrynintas vanduo; Laboratorinės svarstyklės;
Lanolino alkoholis (ROTH, Vokietija); L-askorbo rūgštis (ROTH, Vokietija); Lecitinas (ROTH, Vokietija);
Mikroskopas „Motic®“ (Motic instruments, Inc., Kinija); pH-metras HD 2105.1 (Delta OHM, Italija);
Regeneruota celiuliozės dializės membrana Cuprophan® (Medicell International Ltd., Didžioji Britanija);
Vandens vonia HGL W16 (Harry Gestigkeit GmbH, Vokietija); Saulėgrąžų aliejus (ROTH, Vokietija).
2.2.2. Pusiau kietų emulsinių sistemų (v/a) gamyba
Pateikiama bendra modeliuojamų emulsinių sistemų gamybos technologija, kuri remiasi pusiau kietų preparatų, vartojamų ant odos gamybos schema – pirmiausia lydyti pradedamos didžiausią lydymosi temperatūrą turinčios medžiagos. Emulsija v/a pagaminama į riebalinę terpę įterpiant vandeninę fazę [2, 50].
1) porcelianinėje lėkštelėje ant vandens vonios išlydomas reikiamas kiekis baltojo bičių vaško ir saulėgrąžų aliejaus;
2) į lydinį įterpiamas apskaičiuotas emulsiklio kiekis – emulsiklis tirpinamas lydinyje (90°C temperatūroje);
3) į gautą riebalinį lydinį įterpiama pašildyta vandeninė terpė (~ 80°C);
4) emulsijos maišomos plastikiniame 250 ml talpos inde, standartiniu emulsijų režimu.
1 pav. Automatinė maišyklė „Unguator 2100”
Emulsiniai pagrindai gaminami su automatine maišykle „Unguator 2100” – 1 pav.
2.2.3. Sudėties parinkimas
Emulsinės sistemos sudėties parinkimui pritaikytas statistinio paketo „Statistika 6.0“ Ortogonalus statistinis planas, sudaryta 18 emulsinės sistemos sudėčių [43].
2.2.3.1. Natūralios kilmės emulsiklių pusiau kietai emulsinei sistemai (v/a)
parinkimas
Tinkamas emulsiklis yra būtinas stabiliai emulsinei sistemai suformuoti [25, 34].
Remiantis literatūros duomenimis atrinkti tinkami natūralūs v/a emulsikliai. Pagal šaltinius šių emulsiklių rekomenduojamos koncentracijos yra:
Cholesterolio 0,2 – 5 proc. Lanolino alkoholio 2 – 5 proc. Lecitino 1,25 – 5 proc.
Pasirinktos vidutinės koncentracijos, nurodytos 1 lentelėje [37].
1 lentelė. v/a emulsikliai ir jų koncentracijos
Emulsiklis Koncentracija (proc.)
Cholesterolis 2,5
Lanolino alkoholis 3,5
Lecitinas 3
2.2.3.2. Puskiečių emulsinių sistemų v/a sudėčių modeliavimas, remiantis
matematiniu modeliu
Gamtinės kilmės medžiagos puskietei emulsinei sistemai v/a sudaryti pasirinktos pagal jų vartojimo pagrįstumą ir funkcijas:
riebalinė terpė – saulėgrąžų aliejus; vandeninė fazė – išgrynintas vanduo;
stabilizatorius, tirštiklis, kietiklis – bičių vaškas;
emulsikliai – cholesterolis, lanolino alkoholis, lecitinas.
Galimi emulsinių sistemų sudėčių variantai sudaryti naudojantis kompiuterine programa „Statistika 6.0“, kintamieji – vaškas (1,89 proc. - 23,11 proc.), aliejus (25,5 proc. - 60,15 proc.), vanduo – kiek reikia iki norimo pagaminti tūrio. Kiekvienos sudedamosios dalies kiekis (g) apskaičiuotas, kad būtų pagaminta 50 g emulsinės sistemos [43]. Sistemų sudėtys nurodytos 2 lentelėje.
2 lentelė. Emulsinių sistemų, su skirtingais emulsikliais, sudėtys Emulsijos nr. Vaškas (g) Aliejus (g) Cholesterolis (g) Vanduo (g) C1 6,25 30,08 1,25 14,42 C2 6,25 12,75 1,25 29,75 C3 10 25 1,25 38,25
C4 2,5 25 1,25 21,25
C5 11,6 12,75 1,25 45,75
C6 0,95 12,75 1,25 35,05
Vaškas (g) Aliejus (g) Lanolino
alkoholis (g) Vanduo (g) La1 6,25 30,08 1,75 11,93 La2 6,25 12,75 1,75 29,25 La3 10 25 1,75 13,25 La4 2,5 25 1,75 21,25 La5 11,6 12,75 1,75 23,9 La6 0,95 12,75 1,75 34,6
Vaškas (g) Aliejus (g) Lecitinas (g) Vanduo (g)
L1 6,25 30,08 1,5 12,17 L2 6,25 12,75 1,5 29,5 L3 10 25 1,5 13,5 L4 2,5 25 1,5 21 L5 11,6 12,75 1,5 24,15 L6 0,95 12,75 1,5 34,8
2.2.4. pH reikšmės nustatymas
pH reikšmė nustatyta potenciometriniu metodu. Naudojama įranga: pH-metras HD 2105.1 (Delta OHM, Italija). 2,5 g tiriamosios emulsijos sumaišoma su 50 ml išgryninto vandens. Šildoma ant vandens vonios, kol emulsija išsilydo, karštas tirpalas filtruojamas ir matuojama pH reikšmė [15, 46].
2.2.5. Klampos nustatymas
Dinaminė klampa (Pa·s) nustatyta viskozimetriniu metodu, naudojant viskozimetrą Sine-wave Vibro Viscometer SV-10 (A&D Company, Limited, Japonija). 40 – 50 g tiriamosios emulsijos patalpinama į specialų matavimui skirtą indą. Indas įtvirtinamas ant prietaiso darbinio paviršiaus su termostatu ir į tiriamąją medžiagą nuleidžiami davikliai. Tiriamųjų puskiečių emulsinių sistemų klampa matuojama 20°C temperatūroje [15].
2.2.7. Mikrostruktūros tyrimas
Mikrostruktūra tirta mikroskopavimo metodu, Motic® (Motic instruments, Inc., Kinija) mikroskopu. Tiriamoji emulsija užtepama ant stiklelio plonu sluoksniu, uždengiama mikroskopavimo stikleliu ir užlašinamas imersinio aliejaus (Immersion oil RAL, REACTIFS RAL S.A., Prancūzija) lašas, ×100 didinimas. Duomenys apdoroti kompiuterine programa Motic Images Plus 2.0 ML, panaudota Moticam 1000 1,3 M Pixel USB 2.0 kamera [15].
2.2.8. Centrifugavimas
Centrifugavimas atliktas centrifugavimo metodu, naudojant centrifugą „CENTRIFUGE MPW-310” 10000 – 16000 apsisuk./min, Lenkija. 4 ml talpos plastikiniai mėgintuvėliai buvo užpildyti 2,0 ± 0,02 g tiriamosios emulsijos, centrifuguojama 10 min, 8000 aps./min. Vizualiai įvertinama, ar fazės išsiskyrusios ir išsiskyrusios fazės aukštis (mm) [15].
2.2.9. Modelinės medžiagos išsiskyrimo tyrimas
Modelinės medžiagos išsiskyrimas iš tiriamosios puskeitės emulsinės sistemos vertintas naudojant in vitro metodą per pusiau pralaidžią membraną Cuprophan®, naudojant vienos kameros prietaisą su vertikalia difuzine cele, paviršiaus plotas 1,77 cm³. Išsiskyrusios medžiagos kiekis nustatytas UV-spektrofotometrijos metodu.
Lyginamas askorbo rūgšties išsiskyrimas iš 4 mėginių (3 lentelė). 3 lentelė. Tiriamųjų emulsinių sistemų sudėtys Mėginio nr. Vaško kiekis (%) Aliejaus kiekis (%) Vandens kiekis (%) Lanolino alkoholio kiekis (%) 1 6,25 66,41 23,86 3,5 2 12,5 60,16 23,86 3,5 3 18,75 53,91 23,86 3,5 Parafino kiekis (%) Aliejaus kiekis (%) Vandens kiekis (%) Lanolino alkoholio kiekis (%) 4 10 62,66 23,86 3,5
Paruošiami tyrimui reikalingi tirpalai:
buferio tirpalas – 1,4 g citrinų rūgšties ir 1,3 g ištirpinama 1 l išgryninto vandens;
stabilizatoriaus tirpalas – 0,1 g EDTA ištirpinama 1 l buferio tirpalo.
askorbo rūgšties tirpalas – 250 ml talpos kolbutėje 0,05 g L-askorbo rūgšties ištirpinama stabilizatoriaus tirpale ir praskiedžiama juo iki žymės.
Tyrimo eiga:
sudarytas kalibracinis grafikas (2 pav.), naudojant askorbo rūgšties tirpalą;
atsverta po 2 g kiekvienos tiriamosios emulsijos, jos patalpintos į talpas su pusiau laidžia membrana;
talpos su tiriamosiomis emulsijomis patalpintos į kolbutes su 25 ml akceptorinio tirpalo – stabilizatoriaus tirpalo;
kolbutės talpinamos į vandens vonią su termostatu (32 ± 1°C) [53];
matuojamas iš mėginių išsiskyrusios askorbo rūgšties kiekis po 15 min, 30 min ir 1 val., imamas 1 ml akceptorinio tirpalo mėginys, skiedžiama iki 25 ml, matuojama absorbcija (A);
po kiekvieno mėginio paėmimo į akceptorinę terpę įpilama 1 ml stabilizatoriaus tirpalo, tam kad būtų išlaikytas pradinis tūris.
Absorbcija matuojama UV-spektrofotometru Agilent 8453, esant 290 nm bangos ilgiui. [30, 38]
2 pav. Kalibracinis grafikas (x ašyje – askorbo rūgšties koncentracija (µg/ml), y ašyje – absorbcija (AV))
2.2.10. Juslinių savybių tyrimas
Pusiau kietos emulsinės sistemos juslinių savybių analizė atlikta naudojant kiekybinį aprašomąjį testą [4].
Tyrimas atliktas 15 kartų su 4 skirtingų sudėčių emulsijomis. Vertinamos juslinės savybės: konsistencija, tepumas, sugėrimas, riebumas. Vertindama aptariau būdingų sąvokų sukeliamus jutimus, įvertinau jų intensyvumo laipsnį (balais nuo 1 iki 3):
Vertinimo balų reikšmės: Blogiausias – 1 balas Vidutinis – 2 balai Geriausias – 3 balai
2.2.11. Statistiniai metodai
Duomenys buvo kaupiami ir analizuojami naudojant taikomąją programą Microsoft Excel. Nustatymai atlikti 3 kartus, duomenys pateikti kaip vidurkiai. Statistinė analizė atlikta naudojant
3. TYRIMO REZULTATAI IR JŲ APTARIMAS
3.1. Tinkamos emulsinės sistemos sudėties atranka
Remiantis moksliniais šaltiniais puskieties emulsinės sistemos vertinamos pagal šiuos kriterijus:
pH reikšmę (4 – 6) - tam, kad nedirgintų odos, dermatologinių emulsinių sistemų pH reikšmė turėtų būti artima natūraliai odos pH reikšmei, kuri yra silpnai rūgštinė (5 – 6) [11];
mikrostruktūrą – tolygus vidinės fazės pasiskirstymas yra vienas iš veiksnių užtikrinančių puskietės emulsinės sistemos stabilumą;
klampą – svarbu atrinkti stabilią mažiausios klampos sistemą, tam kad puskietį emulsinį pagrindą būtų patogu vartoti, išpilstyti į talpas [46];
priimtinos organoleptinės savybės.
Šie kriterijai užtikrina puskietės emulsinės sistemos stabilumą bei vartotojui priimtinas juslines savybes.
Tam, kad nustatyti, kurios emulsinės sistemos geriausiai atitinka reikiamus kriterijus bei atmesti netinkamus pavyzdžius, jie buvo tiriami praėjus 1 parai po pagaminimo. Rezultatai pateikiami 4 lentelėje.
4 lentelė. Tiriamųjų puskiečių emulsinių sistemų kriterijų vertinimas praėjus 1 parai po pagaminimo
Pavyzdžio nr. pH reikšmė Organoleptinės savybės C1 6,1 Kieta, tepi, baltos spalvos, silpno
kvapo.
C2 7,4 Kieta, tepi, baltos spalvos, silpno kvapo, tepimo metu šiek tiek skiriasi vandeninė fazė.
C3 8,0 Kieta, baltos spalvos, silpno kvapo, sistema lūžta, t.y. tepimo metu atsiskiria fazė ir terpė.
C4 5,7 Minkšta, tepi, baltos spalvos,
silpno kvapo.
C5 7,2 Kieta, baltos spalvos, silpno
kvapo, sistema lūžta.
C6 5,4 Minkšta, tepi, baltos spalvos,
silpno kvapo.
La1 5,9 Kietoka, tepi, baltos spalvos,
La2 7,7 Kieta, tepi, baltos spalvos, bekvapė.
La3 7,9 Kieta, tepi, baltos spalvos,
bekvapė.
La4 6,0 Minkšta, tepi, baltos spalvos,
bekvapė.
La5 7,1 Kieta, tepi, baltos spalvos,
bekvapė.
La6 6,9 Baltos spalvos, bekvapė, fazės
visiškai išsisluoksniavo.
L1 5,3 Kieta, tepi, gelsvos spalvos,
silpno kvapo.
L2 5,5 Kieta, tepi, gelsvos spalvos,
silpno kvapo.
L3 6,7 Kieta, tepi, gelsvos spalvos,
silpno kvapo.
L4 4,9 Minkšta, grūdėta, gelsvos spalvos, silpno kvapo, sistema lūžta.
L5 6,1 Labai kieta, tepi, gelsvos
spalvos, silpno kvapo.
L6 5,6 Skysta, gelsvos spalvos, silpno
kvapo.
Remiantis išmatuotomis emulsijų pH reikšmėmis bei organoleptiniu vertinimu, buvo atmestos netinkamos puskiečių emulsinių sistemų sudėtys. Atrinkti 6 tinkami emulsiniai pagrindai, kurių pH yra artimas natūraliam žmogaus odos pH (5 - 6), bei organoleptiškai priimtinos savybės – C4, C6, La1, La4, L2 ir L3.
3.1.1. Stabilumo įvertinimas
Moksliniai šaltiniai nurodo, jog puskietis emulsinis preparatas visą tinkamumo laikotarpį turi išlikti vienalytis, nesisluoksniuoti, nekisti jo pH reikšmė, mikrostruktūra [46].
Tam, kad išsiaiškinti kaip kinta šie tiriamųjų emulsinių sistemų parametrai bėgant laikui, jos buvo paliktos 3 mėnesius, sandariose talpyklėse, tamsioje vietoje, natūralių sąlygų temperatūroje (15 - 25°C).
Po trijų mėnesių buvo stebimi emulsinių sistemų pokyčiai. Emulsijoms su lecitinu (L2 ir L3) pasireiškė mikrobiologinis nestabilumas, dėl to jos buvo atmestos. Atrinktų emulsinių sistemų su cholesteroliu (C4 ir C6) bei lanolino alkoholiu (La1 ir La4) išvaizda ir kvapas nepakito, todėl joms buvo atliekami sekantys tyrimai. Atrinktų emulsinių sistemų sudėtys nurodytos 5 lentelėje.
5 lentelė. Sekantiems tyrimams atrinktų puskiečių emulsinių sistemų sudėtys Emulsijos
nr. Vaško kiekis proc.
Aliejaus kiekis proc. Vandens kiekis proc. Cholesterolio kiekis proc. C4 5 50 42,5 2,5 C6 1,9 25,5 70,1 2,5
Vaško kiekis proc. Aliejaus kiekis proc. Vandens kiekis proc. Lanolino alkoholio kiekis proc. La1 12,5 60,16 3,5 23,86 La4 5 50 3,5 42,5
3.1.1.1. pH reikšmių stabilumas
Pageidautina, kad emulsinių sistemų pH reikšmė išliktų nepakitusi, laikant jas natūraliomis sąlygomis. Nestabili, kintanti pH reikšmė rodo sistemos nestabilumą, vykstančius pokyčius, senėjimą [11].
Siekiant ištirti modeliuojamų emulsinių sistemų pH reikšmių stabilumą pamatuotas jų pH po trijų mėnesių ir palygintas su pH reikšmėmis po paros. pH reikšmių pokyčiai pateikiami 3 paveiksle.
3 pav. Tiriamųjų emulsijų pH reikšmių pokytis nuo 1 iki 3 mėnesių po pagaminimo
Iš pateikto grafiko matoma, kad visų emulsinių pagrindų pH reikšmės sumažėjo skirtingai, tačiau išliko tinkamame intervale (4 – 6). Mažiausiai statistiškai reikšmingai pH reikšmė pakito emulsinėse sistemose su lanolino alkoholiu – La1 nuo 5,9 iki 5,6 (P = 0,2) ir La4 nuo 6 iki 5,8 (P =
0 1 2 3 4 5 6 7 C4 C6 La1 La4 pH re ik šm ės
Tiriamųjų emulsijų pavadinimai
pH po 1 paros pH po 3 mėnesių
0,16) bei su cholesteroliu – C4 nuo 5,7 iki 5,45 (P = 0,37), tai rodo, jog šių emulsijų pH reikšmės bėgant laikui kinta mažiausiai statistiškai reikšmingai ir yra stabiliausios.
3.1.1.2. Mikrostruktūros stabilumas
Mikrostruktūra yra svarbus puskiečių emulsinių sistemų stabilumo rodiklis. Mikrostruktūros kitimo mechanizmas yra mažai ištirtas, tačiau pagal pavyzdžių mikrostruktūros nuotraukas galima įvertinti lašelių pasiskirstymą riebalinėje terpėje, koalescenciją, jų dydžio skirtumus bei formą [53].
6 lentelėje pateiktos tiriamųjų emulsinių sistemų mikrostruktūros nuotraukos, kurios buvo padarytos praėjus parai ir trims mėnesiams nuo pavyzdžių pagaminimo, laikant juos natūraliomis sąlygomis, sandariuose induose, kambario temperatūroje, tamsioje vietoje.
Palyginus emulsinių sistemų mikroskopavimo nuotraukas matoma, kad mažiausiai mikrostruktūra pakito emulsijoje La1 su lanolino alkoholiu. Emulsinėje sistemoje C4 su cholesteroliu pastebimas vidinės (vandeninės) fazės lašelių padidėjimas, nevienodas dydis ir netolygus pasiskirstymas, emulsijoje C6 - ryškus lašelių padidėjimas ir nevienodas dydis, o emulsijoje La4 su lanolino alkoholiu – lašelių padidėjimas ir koalescencija.
Tyrimas rodo, jog stabiliausia ir mažiausiai tyrimo metu pakitusi mikrostruktūra yra tiriamojoje emulsinėje sistemoje La1 su lanolino alkoholiu.
6 lentelė. Tiriamųjų emulsinių sistemų mikroskopavimo nuotraukos Emulsijos
nr. Mikrostruktūra po paros Mikrostruktūra po 3 mėnesių
C6
La1
La4
3.1.2. Tiriamųjų puskiečių emulsinių sistemų stabilumo vertinimas centrifuguojant
Centrifuguojant veikiamos traukos jėgos didesnės ir sunkesnės dalelės atsiskiria ir nusėda, o lengvesnės lieka viršuje. Kuo stipresnis ryšys tarp dviejų fazių emulsinėje sistemoje, tuo mažiau ji išsisluoksniuos [54].Atrinktos emulsinės sistemos centrifuguojamos, siekiant tiksliau įvertinti jų stabilumą. Po centrifugavimo išmatuojamas išsiskyrusios fazės aukštis, daroma prielaida, kad didesnis išsiskyrusios fazės aukštis lemia mažesnį emulsinės sistemos stabilumą.
Tyrimo duomenys, pateikti 4 paveiksle, rodo, kad mažiausiai fazės išsiskyrė emulsinėse sistemose C6 su cholesteroliu ir La1 su lanolino alkoholiu.
4 pav. Išsiskyrusios vandeninės fazės aukštis tiriamosiose emulsinėse sistemose
Emulsija La1 atrinkta kaip mažiausiai išsisluoksniavusi centrifuguojant.
Remiantis pH reikšmių matavimu, mikrostruktūros bei fazių išsiskyrimo tyrimais emulsijos C4 su cholesteroliu ir La4 su lanolino alkoholiu atmestos kaip galimai nestabilios.
3.1.3. Emulsinių sistemų klampos stabilumo tyrimas
Klampa yra vienas iš svarbiausių puskiečių emulsinių sistemų rodiklių, todėl svarbu žinoti kiek stabilus jis yra. Tuo pačiu jis atspindi ir emulsinės sistemos stabilumą.
Buvo matuojama likusių dviejų atrinktų emulsinių pagrindų klampa, keliant temperatūrą. Emulsijų klampos kitimas, kylant temperatūrai pavaizduotas 5 paveiksle.
5 pav. Tiriamųjų emulsijų klampos kitimas keliant temperatūrą nuo 23°C iki 60°C
0 0,5 1 1,5 2 2,5 La1 C6 C4 La4 Iš sis ky rus io s fa zė s auk št is ( m m )
Tiriamųjų emulsijų pavadinimai
Išsiskyrusios fazės aukštis (mm) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 23°C 30°C 40°C 50°C 60°C K la m pa ( P a· s) Temperatūra (°C) C6 La1
Tyrimas parodė, kad keliant temperatūrą emulsijos La1 su lanolino alkoholiu struktūra bei klampa kito tolygiai (klampos reikšmės sumažėjo iki 0,15 Pa·s pasiekus 60°C temperatūrą), nebuvo išsisluoksniavimo požymių, emulsijos C6 klampa taip pat kito gana tolygiai, tačiau pasiekus ~50°C temperatūrą ji išsisluoksniavo.
Remiantis atliktais tyrimais, pagal pasirinktus kriterijus (pH, klampą, mikrostruktūrą) emulsinė sistema La1 su lanolino alkoholiu atrinkta kaip tinkamiausia. Jos sudėtis yra tokia:
vaško – 12,5 proc.; aliejaus – 60,16 proc.;
išgryninto vandens – 23,86 proc.; lanolino alkoholio – 3,5 proc.
Sekantys eksperimentai atlikti su šia puskiete emulsine sistema.
3.2. Bičių vaško funkcijų emulsinėje sistemoje vertinimas
3.2.1. Bičių vaško įtaka emulsinės sistemos klampai
Į emulsinę sistemą įterpiant medžiagas svarbu tiksliai apibūdinti jų funkcijas bei įtaką sistemos savybėms ir stabilumui [42, 46].
Siekiant išsiaiškinti vaško įtaką puskietės emulsinės sistemos klampai, vaško kiekis atrinktoje tinkamiausios sudėties emulsijoje buvo pakeistas atitinkamu kiekiu parafino. Pagaminta tokios sudėties emulsija:
12,5 proc. parafino,
60,16 proc. saulėgrąžų aliejaus, 23,86 proc. vandens,
3,5 proc. lanolino alkoholio.
Taip pat pagamintos emulsinės sistemos su 50 proc. mažiau ir 50 proc. daugiau vaško nei atrinktoje tinkamiausios sudėties emulsijoje, vaško kiekį keičiant aliejaus sąskaita.
7 lentelė. Atrinktos tinkamiausios sudėties bei lyginamųjų emulsinių sistemų klampos Emulsijos sudėtis (proc.) Klampa (Pa·s)
Tinkamiausios sudėties emulsija: vaško – 12,5; saulėgrąžų aliejaus – 60,16; vandens – 23,86; lanolino alkoholio – 3,5 6,4 Parafino – 12,5; Saulėgrąžų aliejaus – 60,16; Vandens – 23,86; Lanolino alkoholio – 3,5 9,1 Vaško – 18,75; Saulėgrąžų aliejaus – 53,91; Vandens – 23,86; Lanolino alkoholio – 3,5 9,8 Vaško – 6,25; Saulėgrąžų aliejaus – 66,41; Vandens – 23,86; Lanolino alkoholio – 3,5 5,1
Rezultatai rodo, jog emulsinė sistema su parafinu žymiai klampesnė ir kietesnė nei emulsija atitinkamai su tokiu pačiu vaško kiekiu. Emulsinės sistemos su 50 proc. daugiau vaško klampa artima emulsijos su parafinu klampai, o emulsinės sistemos su 50 proc. mažiau vaško klampa mažesnė nei atrinktos tinkamiausios sudėties emulsijos. Taigi, galima daryti išvadą, kad vaškas emulsinėse sistemose silpniau kietina emulsiją nei atitinkamas parafino kiekis.
3.2.2. Bičių vaško įtaka emulsinių sistemų stabilumui
Bičių vaškas turi įvairių savybių, kurios gali vienaip ar kitaip įtakoti emulsinių sistemų struktūrą bei stabilumą [9].
Kadangi klampa yra svarbus veiksnys emulsinių pagrindų stabilumui, siekta, kad tiriamųjų emulsijų klampos būtų vienodos ir neįtakotų stabilumo tyrimo skirtumų. Tam, kad būtų galima tiksliau apibūdinti vaško įtaką emulsijų stabilumui buvo pagaminta serija emulsinių sistemų su skirtingu kiekiu parafino vietoje vaško ir atrinkta artima pagal klampą tinkamiausiai emulsija:
parafino – 10 proc.,
vandens – 23,86 proc., lanolino alkoholio – 3,5 proc.
Atrinktos emulsijos su parafinu klampa kambario temperatūroje 6,1 Pa·s, tinkamiausios sudėties emulsijos su vašku – 6,4 Pa·s.
Vaško įtaka puskiečių emulsinių sistemų stabilumui vertinama lyginant atrinktos tinkamiausios sudėties emulsijos su vašku ir emulsijos su parafinu vietoje vaško savybes – fazių išsisluoksniavimą centrifuguojant, mikrostruktūrą bei pH reikšmes.
3.2.2.1. Emulsinių sistemų stabilumo vertinimas centrifuguojant
Centrifuguojant įvertinamas emulsinės sistemos stabilumas veikiant traukos jėgai [54].
Abi tiriamosios emulsijos buvo vienodos klampos, tam kad galima būtų atmesti klampos skirtumų įtaką jų stabilumui centrifuguojant. Atrinkta emulsinė sistema su parafinu ir tinkamiausios sudėties emulsinė sistema centrifuguojamos (CENTRIFUGE MPW-310), centrifugavimo laikas – 10 min., apsukų skaičius ~ 8000 aps./min, mėgintuvėlių skersmuo 16 mm. Matuojamas išsisluoksniavusios fazės storis, rezultatai pateikti 6 paveiksle.
6 pav. Tiriamųjų emulsijų išsisluoksniavusios fazės aukštis po centrifugavimo
Tyrimas parodė, kad atrinktoje tinkamiausios sudėties emulsinėje sistemoje fazių išsiskyrimas buvo mažesnis (0,5 mm) nei emulsijoje su parafinu (3 mm).
Kadangi tiriamosios emulsinės sistemos buvo specialiai pagamintos vienodos klampos, gauti duomenys leidžia daryti išvadą, kad būtent emulsijos sudėtyje esantis vaškas stabilizuoja sistemą.
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 Tinkamiausios sudėties emulsija Emulsija su parafinu (10 proc.) Iš sis luo ks nia vus io s fa zė s auk št is ( m m )
Tiriamųjų emulsijų pavadinimai
Išsisluoksniavusios fazės aukštis
3.2.2.2. Emulsinių sistemų mikrostruktūros tyrimas
Lyginant tiriamųjų pavyzdžių mikrostruktūros nuotraukas galima įvertinti, kurioje emulsijoje vandeninės fazės lašeliai didesni, jų pasiskirstymo tolygumą bei koalescenciją. Mikrostruktūros tyrimas apibūdina emulsinės sistemos stabilumą [53].
7 pav. Atrinktos tinkamiausios sudėties emulsijos su vašku (kairėje) ir lyginamosios emulsijos su 10 proc. parafino (dešinėje) mikrostruktūrų nuotraukos
Emulsinių sistemų mikrostruktūros tirtos praėjus 1 parai nuo jų pagaminimo.
Palyginus tiriamųjų emulsinių sistemų mikrostruktūras, pateiktas 7 paveiksle, matoma, kad emulsinėje sistemoje su parafinu vandeninės fazės lašeliai yra netolygiai pasiskirstę, nevienodo dydžio. Aptinkamų mikroskopu lašelių dydis atrinktoje tinkamiausios sudėties emulsinėje sistemoje buvo ~ 8,0 µm, o emulsijoje su parafinu ~ 19,0 µm.
Remiantis tyrimo duomenimis daroma išvada, kad vaškas teigiamai įtakoja emulsinės sistemos mikrostruktūrą, o taip pat ir stabilumą.
3.2.2.3. Bičių vaško įtaka emulsinių sistemų pH reikšmės stabilumui
Pageidautina, kad dermatologinėse emulsinėse sistemose kuo ilgiau išliktų tinkamas pH (4 – 6), tai yra svarbus stabilumo ir kokybės rodiklis [18, 39, 46].
Buvo matuojamas tiriamųjų emulsijų su vašku ir su parafinu pH pokytis po 1 paros nuo pagaminimo ir po 1 mėnesio nuo pagaminimo.
Įvertinus tyrimo rezultatus, pateiktus 8 paveiksle, nustatyta, kad tinkamiausios sudėties emulsijos (La1) su vašku pH reikšmė per mėnesį pakito nedaug – nuo 6 iki 5,95 (P = 0,48), o lyginamosios emulsijos su parafinu pH reikšmės pokytis buvo gana žymus – nuo 5,7 iki 4,3 (P<0,001).
Daroma išvada, kad vaško buvimas emulsinėje sistemoje stabilizuoja rūgštingumo kitimą bėgant laikui ir gali padėti emulsijos pH reikšmei išlikti reikiamame intervale (4 – 6). Tai užtikrina kad emulsija nedirgins odos ir išliks stabili [12].
8 pav. Tiriamųjų emulsinių sistemų pH reikšmės po paros ir po mėnesio
3.2.3. Bičių vaško emulsuojančių savybių vertinimas
Bičių vaško emulsuojančios savybės svarbios emulsinės sistemos gamybos technologijoje, turi įtakos emulsinių pagrindų sudėties bei pagalbinių medžiagų parinkimui. Daroma prielaida, kad įvertinus vaško emulsuojančias savybes atitinkamai galima būtų sumažinti kitų sintetinių, alergizuojančių, toksiškų ar kitaip neigiamai odą veikiančių emulsiklių koncentraciją. [9, 11]
Siekiant įvertinti vaško emulsuojančias savybes emulsinėje sistemoje atlikti fazių išsiskyrimo centrifuguojant bei mikrostruktūros tyrimai. Buvo lyginamos: tinkamiausios sudėties emulsija (La1), emulsija su parafinu (10 proc.), emulsija su 50 proc. mažiau vaško ir emulsija su 50 proc. daugiau vaško.
Tyrimo rezultatai, pavaizduoti 8 paveiksle, rodo, kad daugiausiai (4,5 mm) išsisluoksniavo emulsija, kurioje yra 50 proc. mažiau vaško nei atrinktoje tinkamiausios sudėties emulsijoje, emulsijoje su 10 proc. parafino fazės išsiskyrė 3 mm, o emulsijoje su 50 proc. daugiau vaško nei atrinktoje tinkamiausios sudėties emulsijoje išsiskyrusių fazių aukštis – 0,1 mm.
0 1 2 3 4 5 6 7
Atrinkta emulsija su vašku Emulsija su parafinu
pH
re
ik
šm
ės
Tiriamųjų emulsijų pavadinimai
pH po paros pH po mėnesio
9 pav. Lyginamųjų emulsijų išsiskyrusių fazių aukščiai po centrifugavimo
Iš 8 lentelėje pateiktų tiriamųjų emulsijų mikrostruktūrų nuotraukų matoma, kad vandeninės fazės lašeliai emulsijoje su parafinu (10 proc.) yra dideli (aptinkamų mikroskopu lašelių dydis ~19 µm) ir netolygiai pasiskirstę, emulsijoje su 50 proc. daugiau vaško – ryškus netolygus lašelių pasiskirstymas, o emulsijoje su 50 proc. mažiau vaško – lašeliai nevienodo dydžio (aptinkamų mikroskopu lašelių dydis 6 – 17 µm), netolygiai pasiskirstę, koalescuojantys.
8 lentelė. Tiriamųjų emulsijų mikrostruktūrų nuotraukos
Emulsija Mikrostruktūra Atrinkta tinkamiausios sudėties emulsija (La1) 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 Emulsija su 50% daugiau vaško Tinkamiausios sudėties emulsija (La1) Emulsija su parafinu (10%) Emulsija su 50% mažiau vaško Iš sis luo ks nia vus io s fa zė s auk št is ( m m )
Tiriamųjų emulsijų pavadinimai
Išsisluoksniavusios fazės aukštis (mm)
Emulsija su parafinu (10%) Emulsija su 50% daugiau vaško Emulsija su 50% mažiau vaško
Remiantis gautais duomenimis galima teigti, kad vaško buvimas ir kiekis emulsinėje sistemoje įtakoja mikrostruktūrą, fazių pasiskirstymą, mažina fazių išsiskyrimą, vandeninės fazės lašelių dydį, esant tinkamam vaško kiekiui mažiau pasireiškia koalescencija. Todėl galima daryti prielaidą, kad tinkamas vaško kiekis puskietėje emulsinėje sistemoje lemia jos stabilumą.
3.2.4. Modelinės medžiagos – askorbo rūgšties išsiskyrimo iš puskiečių emulsinių
sistemų v/a tyrimas
Hidrofilinės veikliosios medžiagos, prieš išsiskirdamos iš emulsinės sistemos v/a turi pereiti tam tikrą “barjerą”, t.y. vyksta šios medžiagos difuzija iš hidrofilinės fazės per hidrofobinę terpę.
Svarbu nustatyti, kaip bičių vaškas emulsinėje sistemoje veikia šį procesą, kad kuriant preparatą žinotume kaip galima vienaip ar kitaip modeliuoti hidrofilinių veikliųjų medžiagų išsiskyrimą iš emulsinių sistemų [46].
Siekiant įvertinti kaip vaško koncentracija emulsinėje sistemoje įtakoja veikliųjų medžiagų išsiskyrimą buvo tiriami 4 atrinkti mėginiai. Į visas tiriamąsias emulsijas buvo pridėta 5 proc. askorbo rūgšties.
Askorbo rūgšties išsiskyrimas vertinamas kiekybiškai nustatant akceptorinėje terpėje UV-spektrofotometrijos metodu, esant 32°C temperatūrai, mėginiai imami po 15min, 30min, 45 min ir 60 min [30, 38].
10 pav. Iš mėginių išsiskyrusios L-askorbo rūgšties kiekis po 15min, 30min, 45 min ir 1 val. [mg] Išanalizavus gautus rezultatus, pateikiamus 10 paveiksle, nustatyta, kad daugiausia modelinės medžiagos viso tyrimo metu išsiskyrė iš tinkamiausios sudėties emulsijos su vašku (nr. 2) – 12,618 mg, iš emulsijos su parafinu (nr. 4) išsiskyrė 9,463 mg askorbo rūgšties, iš emulsijos su 18,75 proc. vaško (nr. 3) – 8,664 mg, o iš emulsijos su 6,25 proc. vaško (nr. 1) – 8,235 mg. Didžiausias išsiskyrusios askorbo rūgšties kiekis užfiksuotas praėjus 1 valandai nuo tyrimo pradžios visuose mėginiuose.
Lyginant visas emulsines sistemas, kurių sudėtyje buvo vaško, greičiausiai ir daugiausiai askorbo rūgšties išsiskyrė iš atrinktos tinkamiausios sudėties emulsijos (nr. 2). Iš emulsinės sistemos su 10 proc. parafino vietoje vaško išsiskyrė mažiau askorbo rūgšties nei iš emulsijos su vidutiniu vaško kiekiu, tačiau daugiau nei iš emulsijos su didžiausiu vaško kiekiu.
Greičiausiai askorbo rūgšties išsiskyrimas vyko iš emulsinės sistemos nr. 2 (tinkamiausios sudėties) ir nr. 4 (su 10 proc. parafino). Tačiau iš tinkamiausios sudėties emulsinės sistemos su vašku
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 0 15 30 45 60 Išs isk yr usio s ask or bo r ūg št ie s kie kis (m g) Laikas (min) Emulsija nr. 1 Emulsija nr. 2 Emulsija nr. 3 Emulsija nr. 4
išsiskyrimas vyko šiek tiek greičiau ir viso tyrimo metu išsiskyrė daugiau modelinės medžiagos nei iš tokios pačios klampos emulsinės sistemos su parafinu. Todėl daroma išvada, kad askorbo rūgšties greitesnį išsiskyrimą įtakojo vaško buvimas emulsinėje sistemoje.
Galima teigti, kad tinkamas bičių vaško kiekis, lyginant su parafinu, pagerina hidrofilinės veikliosios medžiagos –askorbo rūgšties išsiskyrimą iš puskietės emulsinės sistemos v/a.
3.2.5. Juslinių savybių tyrimas
Juslinių savybių analizė yra aktuali modeliuojamo dermatologinės puskietės emulsinės sistemos tyrimų dalis, nes vienas iš tikslų yra lengvai tepamo, susigeriančio – jusliškai priimtino vartotojui produkto sukūrimas [32].
Siekiant išsiaiškinti kaip vaško buvimas ir kiekis emulsinėje sistemoje įtakoja jos juslines savybes buvo tiriami 4 skirtingos sudėties pusiau kietų emulsinių sistemų pavyzdžiai:
N1 – atrinkta tinkamiausios sudėties emulsinė sistema su 12,5 proc. vaško (La1); N2 – emulsinė sistema su parafinu (10 proc.) vietoje vaško;
N3 – emulsinė sistema su 18,75 proc. vaško; N4 – emulsinė sistema su 6,25 proc. vaško. Pavyzdžių nuotraukos pateiktos 9 paveiksle.
9 pav. Juslinių savybių analizei pateikti pavyzdžiai (iš kairės į dešinę – N1, N2, N3, N4)
Įvertinus pateiktų emulsinių sistemų juslines savybes ir jų intensyvumą buvo gauti rezultatai, kurie parodė, kad geriausiomis juslinėmis savybėmis pasižymi emulsinė sistema N1 – atrinkta tinkamiausios sudėties emulsija su vašku – jos balų suma 162. Emulsijos N2, N3 ir N4 atitinkamai surinko 149, 95 ir 122 balus. Blogiausiai įvertinta emulsinė sistema, kurioje yra 18,75 proc. vaško. Tyrimo rezultatai pateikiami 10 paveiksle.
Atrinkta tinkamos sudėties emulsinė sistema su vašku (N1) pasižymėjo gera konsistencija, tepumu ir riebumu bei vidutinišku susigėrimu į odą. Emulsijos su parafinu (N2) nustatytos savybės panašios į atrinktos emulsijos, tačiau ji blogai susigėrė. Emulsija N3 įvertinta kaip blogos konsistencijos, tepumo ir sugėrimo, tačiau gero riebumo, o emulsija N4 pasižymėjo vidutinėmis juslinėmis savybėmis. Taigi, juslinių savybių tyrimo metu geriausiai įvertinta emulsinė sistema N1, kurios sudėtis yra tokia:
vaškas – 12,5%
saulėgrąžų aliejus – 60,16% vanduo – 23,86%
lanolino alkoholis – 3,5%
10 pav. Emulsinių sistemų juslinių savybių vertinimo rezultatai
Apibendrinant tyrimą, reikia paminėti, kad atrinktos emulsinės sistemos N1 su vašku ir emulsinės sistemos N2 su parafinu (10 proc.) juslinės savybės įvertintos panašiai (atitinkamai 165 ir 150 balų), tačiau atrinkta tinkamiausios sudėties emulsinė sistema buvo stabilesnė nei emulsija su parafinu vietoje vaško. Tinkamas bičių vaško kiekis emulsinėje sistemoje ne tik gerina jos stabilumą, tačiau ir suteikia priimtinas juslines savybes, o tai gali įtakoti geresnį terapinį efektą gydant dermatologinius susirgimus [32]. 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Konsistencija Tepumas Sugėrimas Riebumas N1 N2 N3 N4
IŠVADOS
1. Pritaikius matematinį emulsinės sistemos sudėties modeliavimą ir įvertinus fizikocheminių rodiklių, centrifugavimo bei mikrostruktūros tyrimų rezultatus parinkta tinkamiausia emulsinės sistemos sudėtis: vaškas 12,5 proc., saulėgrąžų aliejus 60,16 proc., vanduo 23,86 proc., lanolino alkoholis 3,5 proc. Atlikus stabilumo tyrimus, įvertinus emulsijų pH reikšmes, klampą, mikrostruktūrą po 1 ir 3 mėnesių nustatyta, kad laikant natūraliomis sąlygomis, tinkamiausios sudėties puskietės emulsinės sistemos rodikliai kito nereikšmingai, ji išliko stabili viso tyrimo metu.
2. Tyrimais nustatyta, kad tinkamas bičių vaško kiekis puskietėje emulsinėje sistemoje atlieka kietiklio funkciją, turi įtakos sistemos stabilumui: lėtina fazių išsiskyrimo procesą centrifuguojant, stabilizuoja pH reikšmes, turi emulsuojančių savybių, lėtina lašelių koalescenciją, suteikia priimtinas juslines savybes.
3. Atlikus in vitro tyrimą per pusiau pralaidžią membraną nustatyta, kad tinkamas bičių vaško kiekis, atrinktas pagal matematinį planavimą, emulsinėje sistemoje v/a greitina modelinės veikliosios medžiagos – askorbo rūgšties išsiskyrimą.
4. Atlikus juslinį tyrimą, nustatyta, kad geriausiomis juslinėmis savybėmis – konsistencija, tepumu, susigėrimu bei riebinančiu poveikiu pasižymi remiantis matematiniu modeliu atrinkta tinkamiausios sudėties emulsinė sistema, kurios sudėtyje yra 12,5 proc. bičių vaško.
PRAKTINĖS REKOMENDACIJOS
Turėtų būti atliekami tolimesni išsamūs tyrimai su atrinkta tinkamiausios sudėties emulsija, pvz.: atliekami tinkamumo termino nustatymo bei stabilumo tyrimai ilgesniame laikotarpyje. Taip pat turėtų būti atliekamas emulsinės sistemos sudėties optimizavimas. Galima būtų įvertinti bičių vaško įtaką dažnai dermatologiniuose produktuose naudojamų hidrofobinių medžiagų, pvz.: vitaminų A (retinolio) ir E (tokoferolio) išsiskyrimui iš sumodeliuotos emulsinės sistemos, pritaikant ESC metodą.
Sumodeliuota puskietė emulsinė sistema galėtų būti naudojama kosmetologijoje ir dermatologijoje kaip vaistinių medžiagų nešiklis, pagamintas iš natūralių medžiagų. Kadangi nustatyta, kad bičių vaškas turi įtakos hidrofilinių veikliųjų medžiagų atpalaidavimui, sumodeliavus tinkamos sudėties emulsinę sistemą su bičių vašku būtų galima atitinkamai reguliuoti šių veikliųjų medžiagų išsiskyrimą. Įterpus tam tikras veikliąsias medžiagas pagaminti kremai galėtų būti naudojami dermatitui, egzemoms gydyti, kaip žaizdų gijimą skatinanti priemonė, turinti antioksidacinių, priešuždegiminių, antiseptinių savybių.
Magistro baigiamasis darbas pristatytas LSMU SMD organizuotoje „Jaunųjų mokslininkų ir tyrėjų konferencijoje”, pranešimo tema – „Bičių vaško įtaka askorbo rūgšties išsiskyrimui iš puskietės emulsinės sistemos vanduo aliejuje”.
