ALIEJUS VANDENYJE (A/V) EMULSINĖS SISTEMOS SU LINŲ SĖMENŲ ALIEJUMI MODELIAVIMAS IR BIOFARMACINIS TYRIMAS IN VITRO

FARMACIJOS FAKULTETAS

KLINIKINĖS FARMACIJOS KATEDRA

SABINA LUKOŠEVIČIŪTĖ

ALIEJUS VANDENYJE (A/V) EMULSINĖS SISTEMOS SU LINŲ

SĖMENŲ ALIEJUMI MODELIAVIMAS IR BIOFARMACINIS

TYRIMAS IN VITRO

Magistro baigiamasis darbas

Darbo vadovė

doc., dr. Asta Marija Inkėnienė

LIETUVOS SVEIKATOS MOKSLŲ UNIVERSITETAS FARMACIJOS FAKULTETAS KLINIKINĖS FARMACIJOS KATEDRA

TVIRTINU:

Farmacijos fakulteto dekanas prof. Vitalis Briedis

ALIEJUS VANDENYJE (A/V) EMULSINĖS SISTEMOS SU LINŲ

SĖMENŲ ALIEJUMI MODELIAVIMAS IR BIOFARMACINIS

TYRIMAS IN VITRO

Magistro baigiamasis darbas

Darbo vadovė

doc., dr. Asta Marija Inkėnienė

Recenzentas Darbą atliko prof. Rimantas Pečiūra Magistrantė

Sabina Lukoševičiūtė

TURINYS

SANTRAUKA...5

SUMMARY...6

ĮVADAS...7

1. LITERATŪROS APŽVALGA...9

1.1. Linų sėmenų aliejus...9

1.2. Chitozanas...9

1.3. Askorbo rūgštis...10

1.4. Dermatologiniai preparatai...10

1.4.1. Dermatologinių preparatų prasiskverbimas per odą...11

1.4.2. A/v emulsijos...12

1.5. Hidrofilinis – lipofilinis balansas (HLB)...13

1.6. Emulsikliai...14

1.7. Emulsijų technologija...15

1.8. Emulsijų stabilumas...15

1.9. Emulsijų kokybė...16

2. TYRIMO METODIKA IR METODAI...17

2.1. Medžiagos...17

2.2. Linų sėmenų aliejaus reikalingo HLB skaičiaus a/v emulsijai nustatymas...17

2.3. Emulsinių sistemų gamybos metodas...18

2.4. Chitozano tirpalo paruošimas...19

2.5. Modelinės medžiagos – askorbo rūgšties įterpimas į tiriamąją emulsiją...19

2.6. pH reikšmės nustatymas...19

2.7. Klampos nustatymas...19

2.8. Mikrostruktūros nustatymas...19

2.9. Kiekybinis askorbo rūgšties nustatymas...20

2.10. Modelinės medžiagos – askorbo rūgšties išsiskyrimo iš emulsijų nustatymas in vitro...20

2.11. Emulsijų tipo nustatymas...22

2.12. Statistiniai metodai...22

3. TYRIMŲ REZULTATAI IR JŲ APTARIMAS...22

3.1. A/v emulsijų su linų sėmenų aliejumi emulsiklių įterpimo būdo ir koncentracijų parinkimas...22

3.2. Maišymo trukmės ir periodiškumo nustatymas...23

3.3. Linų sėmenų aliejui reikalingo HLB skaičiaus a/v emulsijoms nustatymas...24

3.3.1. Mikrostruktūros ir išsisluoksniavimo vertinimas...24

3.3.2. Klampos tyrimas...26

3.3.3. pH tyrimas...27

3.3.4. Linų sėmenų aliejui reikalingo HLB skaičiaus a/v emulsijoms nustatymo rezultatų aptarimas...28

3.4. Emulsinės sistemos sudėties parinkimas...29

3.4.1. Mikrostruktūros tyrimas...30

3.4.2. Klampos tyrimas...32

3.4.3. pH tyrimas...33

3.4.4. Emulsijų stabilumo įvertinimas laikant natūraliomis sąlygomis ir 30oC temperatūroje...35

3.4.5. Emulsinės sistemos sudėties parinkimo rezultatų aptarimas...38

3.5. Modelinės medžiagos – askorbo rūgšties įterpimas į vandeninę terpę ir išsiskyrimas in vitro...38

3.6. Chitozano įtakos emulsijų stabilumui rezultatų aptarimas...41

4. PRAKTINĖS REKOMENDACIJOS...42

IŠVADOS...43

SANTRAUKA

S. Lukoševičiūtės magistro baigiamasis darbas „Aliejus vandenyje (a/v) emulsinės sistemos su linų sėmenų aliejumi modeliavimas ir biofarmacinis tyrimas in vitro“. Mokslinė vadovė doc. dr. A. M. Inkėnienė; Lietuvos sveikatos mokslų universiteto, Farmacijos fakulteto, Klinikinės farmacijos katedra. Kaunas.

Tyrimo tikslas – sumodeliuoti a/v emulsinę sistemą su linų sėmenų aliejumi ir biofarmaciniu tyrimu in vitro nustatyti sistemos sudėties ir vaisto formos įtaką modelinės hidrofilinės medžiagos išsiskyrimui iš a/v emulsinės sistemos.Tyrimo uždaviniai: nustatyti linų sėmenų aliejui reikalingą HLB skaičių ir sumodeliuoti a/v emulsinę sistemą; sumodeliuoti a/v emulsinę sistemą, kai aliejinė fazė – linų sėmenų aliejus ir ištirti fizikocheminius rodiklius; nustatyti modeliuojamos emulsinės sistemos stabilumą po 1 mėnesio pagal įvertintus fizikocheminius rodiklius; įterpti modelinę medžiagą – askorbo rūgštį į sumodeliuotą emulsinę sistemą ir ištirti askorbo rūgšties išsiskyrimą iš emulsinės sistemos tyrimu in vitro per pusiau pralaidžią membraną.

Atlikus tyrimus nustatyta, kad linų sėmenų aliejui reikalingas HLB skaičius a/v emulsijai yra 7,51. Tirtos emulsinės sistemos, kurių aliejinė fazė: 20%, 30%, 50% ir 60% linų sėmenų aliejus, vandeninė terpė: išgrynintas vanduo, 0,5% ir 1% chitozano tirpalas ir 20% nuo aliejinės fazės emulsiklių spano 80 ir tvino 80 mišinys. Nustatyta, kad linų sėmenų aliejus ir chitozano tirpalas didina emulsijų klampumą, o chitozano tirpalas didina emulsijų rūgštingumą taip stabilizuodamas emulsijas ir suteikdamas dermatologiniams preparatams pageidaujamą rūgštinę pH reikšmę bei užlaikantis emulsijų išsisluoksniavimą. Sumodeliuota ir atrinkta a/v emulsinė sistema, kurios aliejinė fazė 50 proc. linų sėmenų aliejus, o vandeninė terpė 1 proc. chitozano tirpalas pagal tirtus rodiklius: mikrostruktūrą, klampą, pH reikšmę. Tokios sudėties emulsija išliko stabili 1 mėnesį stebėjimo metu. Ištyrus modelinės hidrofilinės medžiagos – askorbo rūgšties išsiskyrimą iš sumodeliuotos emulsinės sistemos, galime teigti, kad askorbo rūgšties išsiskyrimą sulėtina: emulsinė vaisto forma, aliejaus koncentracija, vandeninės fazės didesnė klampa dėl chitozano būvimo.

Reikia atlikti šios emulsinės sistemos ilgesnius stabilumo tyrimus. Taip pat reikalinga atlikti gilesnius ir išsamius tyrimus, kad būtų galima nustatyti modeliuojamos emulsijos optimalią sudėtį ir charakteristikas. Žinant, kad linų sėmenų aliejus vartojamas ir į vidų, bet turi specifinį skonį, galima sumodeliuoti emulsinę sistemą vartojamą į vidų, kuri paslėptų nepriimtiną skonį ir kvapą.

SUMMARY

Purpose of the research – design oil-in-water emulsion system with linseed oil and in

vitro biopharmaceutical research determine system composition and drug form influence on

hydrophilic agent release from o/w emulsion system. Task of the research: determine linseed oil required HLB value and design o/w emulsion system; design o/w emulsion system, when oil phase – linseed oil and study physico – chemical properties; establish emulsion system stability after 1 month by physico – chemical properties; incorporate ascorbic acid in emulsion system and investigate ascorbic acid release from emulsion system research in vitro through semi – permeable membrane.

Studies showed that the required HLB of linseed oil for o/w emulsion is 7,51. Investigated emulsion systems, which oil phase was 20%, 30%, 50% and 60% linseed oil, aqueous phase – purified water, 0,5% and 1% chitosan solution also emulsifiers span 80 and tween 80 concentration was 20% by weight of the oil phase. It is established that linseed oil and chitosan solution also increase emulsions viscosity and delay emulsions creaming. Also chitosan solution increase emulsions acidity, stabilizes them and provide desired acid pH for dermatological preparations. Desighed and selected o/w emulsion system, which oil phase is 50% linseed oil, aqueous phase 1% chitosan solution according to microstucture, viscosity and pH value. This emulsion stayed stable during 1 month storage. Studies also showed that hydrophilic agent – ascorbic acid release slowing: emulsified drug form, oil phase concentration, bigger aqueous phase viscosity, becouse of the chitosan.

It is needed to do longer emulsion systems stability research. Also it is needed to do intensive and comprehensive research to set emulsion optimum composition and characteristics. It is known that linseed oil is for internal use but it has specific taste, so it could be designed emulsion system for internal use, which hide unacceptable flavour and odour.

Įvadas

Žinant įvairių sintetinių medžiagų, konservantų, parabenų toksiškumą žmogui vis dažniau kalbama apie natūralių medžiagų panaudojimą gaminant dermatologinius preparatus, kurie būtų naudojami tiek gydymui, tiek kosmetikai.

Dermatologinių emulsinių preparatų su linų sėmenų aliejumi nėra daug. Dermatologinių a/v emulsijų privalumai yra: lengvai paskirstoma ant odos, turi drėkinantį poveikį, lengvai nuplaunamos, neokliuzinės ir neriebios. Taip pat į a/v emulsijas galima įterpti ir lipofilines, ir hidrofilines vaistines medžiagas [4, 8].

Linų sėmenų aliejus - tai riebalų rūgščių, ypač nesočiųjų riebalų rūgščių šaltinis. Linų sėmenų aliejus savo sudėtyje turi apie 60 proc. α – linoleninės rūgšties, o tuo tarpu kiti augaliniai aliejai jos turi tik mažais kiekiais. Taip pat linų sėmenų aliejus turi vitaminų, natūralių antioksidantų ir mineralinių medžiagų. Vitamino F šaltinis yra polinesočios riebalų rūgštys – linolo, linoleno, arachido ir kt., o linų sėmenų aliejus yra jo šaltinis. Vitaminas F skatina deguonies apykaitą, reguliuoja riebalų pasisavinimą ir viršutinio odos sluoksnio riebalų apykaitą, stabdo ir gydo dermatozes (odos uždegimus). Taigi linų sėmenų aliejus gali būti vartojamas tiek į vidų, tiek išoriškai [1, 28].

Aktualu naudoti tokį vertingą aliejų dermatologinių emulsijų kūrimui, būtina žinoti jo technologines charakteristikas – viena iš jų yra linų sėmenų aliejui emulguoti reikalingas hidrofilinio – lipofilinio balanso (HLB) skaičius, kuris lemia teisingą emulsiklių parinkimą.

Ieškoma ir pritaikoma vis naujų medžiagų emulsijų stabilumui pasiekti ir užtikrinti. Vienos iš tokių pagalbinių medžiagų, formuojančių dispersinę terpę – hidrofilinės polimerinės medžiagos, kurių pagalba yra padidinamas dispersinės terpės tankis ir klampa, ir kurie pagerina visos emulsinės sistemos stabilumą. Hidrofilinė polimerinė medžiaga – chitozanas, kuris yra lengvai suyrantis, saugus ir netoksiškas, gali būti taikomas tiek kosmetikai: plaukų, odos, burnos priežiūrai, tiek gydant odos susirgimus: žaizdas, nudegimus [12].

Tyrimo objektas: a/v emulsinė sistema su linų sėmenų aliejumi.

Tyrimo problema: trūksta mokslinių tyrimų apie linų sėmenų aliejaus panaudojimą vaistiniuose preparatuose. Taip pat trūksta mokslinių tyrimų apie naujų stabilių dermatologinių emulsijų kūrimą iš natūralių medžiagų.

Tyrimo tikslas: sumodeliuoti a/v emulsinę sistemą su linų sėmenų aliejumi ir biofarmaciniu

tyrimu in vitro nustatyti sistemos sudėties ir vaisto formos įtaką modelinės hidrofilinės medžiagos išsiskyrimui iš a/v emulsinės sistemos.

Tyrimo uždaviniai:

1. Nustatyti linų sėmenų aliejui reikalingą HLB skaičių sumodeliuotai a/v emulsinei sistemai. 2. Sumodeliuoti a/v emulsinę sistemą, kai aliejinė fazė – linų sėmenų aliejus ir ištirti fizikocheminius rodiklius; nustatyti modeliuojamos emulsinės sistemos stabilumą po 1 mėnesio pagal įvertintus fizikocheminius rodiklius.

3. Įterpti modelinę medžiagą – askorbo rūgštį į sumodeliuotą emulsinę sistemą ir ištirti askorbo rūgšties išsiskyrimą iš emulsinės sistemos tyrimu in vitro per pusiau pralaidžią membraną.

1. LITERATŪROS APŽVALGA

1.1. Linų sėmenų aliejus

Pagal Europos farmakopėją, linų sėmenų aliejus yra gaunamas iš sėjamojo lino subrendusių sėklų šalto spaudimo metu. Linų sėmenų aliejus yra skaidrus, geltonas ar rudai geltonas skystis. Ore patamsėja ir pamažu sutirštėja [13].

Linų sėmenų aliejus – tai nepakeičiamų polinesočiųjų riebalų rūgščių, vitaminų, fosfolipidų, natūralių antioksidantų, mineralinių medžiagų šaltinis. Tačiau dėl nesočiųjų riebalų rūgščių linų sėmenų aliejus greitai genda, apkarsta [1].

Nykter ir kt. (2006; cit iš Hiltunen ir Holm, 2000) teigia, kad linų sėmenų aliejus turi išskirtinai didelį kiekį α-linoleninės rūgšties. α-linoleninės rūgšties kiekis natūraliuose aliejuose varijuoja tarp 34.1% ir 64.6%. Modifikuotose aliejuose α-linoleinės rūgšties kiekis yra sumažėjęs ir yra tarp 1.6% ir 39.1%. Linų sėmenų aliejuje santykis tarp omega-3- ir omega-6- riebalų rūgščių yra apytikriai 4:1. Šios ir kitos variacijos riebalų rūgščių kiekyje, veikia aliejaus fiziko – chemines savybes. Laikant linų sėmenų aliejų, laisvų riebalų rūgščių padidėja, kai padidėja drėgmės kiekis, temperatūra ir laikymo trukmė [28].

Linų sėmenų aliejus turi priešuždegiminį poveikį, taip pat normalizuoja riebalinių liaukų veiklą, paspartina epidermio regeneracijos procesus. Linų sėmenų aliejus rekomenduojamas riebiai, užterštai, aknės, dermatito pažeistai odai [7].

1.2. Chitozanas

Chitozano hidrochloridas yra dvinario neišsišakojusio heteropolisacharido chlorido druska, susidedančio iš N-acetil-D-gliukozamino ir D-gliukozamino, išgauto iš dalinio chitino deacetilinimo, dažniausiai vedančio iki deacetilinimo laipsnio nuo 70.0% iki 95.0%. Chitinas yra išgaunamas iš krevečių ir krabų kiautų [13]. Chitozanas yra bekvapiai, balti milteliai ar dribsniai. Chitozanas yra plėveles formuojanti, klampumą didinanti medžiaga [33]. Be to chitozanas yra natūralus polimeras, saugus ir netoksiškas, turintis antimikrobinių, fungistatinių ir fungicidinių savybių.

Chitozanas naudojamas kosmetikoje: plaukų, odos, burnos priežiūroje. Taip pat chitozanas naudojamas farmacijoje kaip veikliosios medžiagos nešėjas, pailginantis veikliosios medžiagos atpalaidavimą, bei žaizdų, nudegimų gydymui, odos drėkinimui [12].

1.3. Askorbo rūgštis

Askorbo rūgštis yra antioksidantas, gydomoji medžiaga. Balti ar šviesiai geltoni, nehigroskopiniai, bekvapiai, kristaliniai milteliai ar spalvoti kristalai su aštriu, rūgščiu skoniu. Esant šviesai, milteliai laipsniškai patamsėja [33].

Išoriškai naudojami askorbo rūgšties preparatai gali padidinti kolageno sintezę ir užkirsti kelią ar koreguoti senėjimo procesus [17, 41].

Atlikti in vivo tyrimai parodė žymų oksidacinio streso sumažėjimą odoje, epidermio – dermos mikrostruktūros pagerėjimą ir raukšlių, senyvoje odoje, sumažėjimą [32].

Askorbo rūgšties preparatai apsaugo odą nuo ultravioletinių (UV) spindulių žalos, mažindami laisvųjų radikalų susidarymą po nudegimų saulėje. Ilgas buvimas saulėje sumažina natūraliai gaminamo askorbo rūgšties kiekį organizme, o naudojant išoriškai, askorbo rūgšties preparatai atstato apsauginius mechanizmus [41].

1.4. Dermatologiniai preparatai

Dermatologinius preparatus pradėjo gaminti prieš šimtus metų, kurie buvo riebūs, su pilnu aromatu ir kurie palikdavo dėmes drabužiuose, buvo nepriimtini. Kosmetinis ir estetinis galutinis produktas yra beveik taip pat svarbus kaip produkto efektyvumas [8].

Dermatologiniai preparatai yra plačiai naudojami gydant odos ligas ir kosmetikai. Odos barjerinę funkciją padeda atkurti įvarios riebalinės vietiškai naudojamos medžiagos – losjonai, kremai, tepalai. Jie sumažina padidėjusį odos jautrumą dirgikliams, slopina uždegimą ir niežulį, drėkina, minkština odą, pagerina mikrocirkuliaciją. Vandens netekimas per odą, odos ligomis sergantiems pacientams, sukelia odos sausmę, todėl tinkama odos priežiūra, drėgmės palaikymas – neatsiejama ligos gydymo dalis [2].

Puskietės vaistų formos yra kaip nešėjos vaistų, kurie yra naudojami per odą, rageną, tiesiosios žarnos audinius, nosies gleives, makštį, žandinius audinius, šlaplės membraną ir išorinę ausies sienelę. Dėl jų būdingų reologinių savybių, puskietės formos gali prilipti prie paviršiaus pakankamai ilgą laiko periodą prieš juos nuplaunant [6].

Dažniausiai naudojami dermatologiniai preparatai: kieti preparatai – milteliai; pusiau kieti – tepalai, geliai, pastos, kremai; skysti – tirpalai, suspensijos, skystos emulsijos.

Tepalai – puskietės vaistų formos tepamos ant odos ar gleivinės. Dažniausiai susideda iš mažiau kaip 20% vandens ir lakių junginių, ir daugiau kaip 50% angliavandenilių ir vaškų, naudojamų kaip vaistų nešėjai.

Kremai yra puskietės vaistų formos, kurios susideda iš vieno ar kelių vaistų, ištirpintų ar disperguotų tam tikroje bazėje. Kremai turi palygint minkštą, lengvai paskleidžiamą ant odos paviršiaus konsistenciją, suformuluotą kaip v/a ar a/v emulsijos. Kremai yra lengvai vandeniu nuplaunami ir yra kosmetiškai, ir estetiškai priimtini.

Losjonai paprastai yra skysti, panašūs į emulsijas, naudojamas išoriškai tepti ant odos. Geliai yra puskietės sistemos, sudarytos iš suspensijų, į kurių sudėtį įeina mažos neorganinės dalelės ar didelės organinės molekulės, prasiskverbusios į skystį.

Pastos yra puskietės vaistų formos, susidedančios iš ≥ 50% kietų medžiagų [6, 40].

1.4.1. Dermatologinių preparatų prasiskverbimas per odą

Kaip minėta odos pagrindinė funkcija yra veikti kaip barjeras, apsaugodama vidinius audinius nuo fizinės traumos, UV spindulių, temperatūros pokyčių, toksinų ir bakterijų. Oda formuoja barjerą nuo išorinės aplinkos, bet tai nėra nepralaidus barjeras. Medžiagos gali prasiskverbti per odą: per ar tarp epidermio ląstelių ar per prakaito kanalus ar plaukų folikulus. Kai kurių vaistinių medžiagų prasiskverbimas per odą, gali sukelti vietinių audinių ar sisteminį toksiškumą. Naudojant medžiagas, kurios yra aptrauktos lipidais, jos gali prasiskverbti į gilesnius odos sluoksnius. Šios medžiagos, turėdamos fiziologinį efektą gali veikti taikinio struktūrą, pereiti į kraują ir migruoti į kitus organus [11].

Be apsauginės odos funkcijos, oda taip pat atlieka ir šias funkcijas: jutiminė: nervai, esantys odoje leidžia kūnui aptikti skausmą ir pajusti temperatūros pokyčius, prisilietimus ir spaudimą. Termoreguliacinė: oda leidžia kūnui atsakyti į temperatūrą, sutraukdama ar išplėsdama kraujagysles. Metabolinė: kai UV spinduliai patenka į odą, oda pradeda gaminti vitaminą D, kuris yra reikalingas kalcio absorbcijai.

Anatomiškai oda yra padalinta į du pagrindinius sluoksnius: epidermį ir dermą. Trečias sluoksnis yra hipoderma. Epidermis sudaro didžiausią odos dalį ir vadinamas sluoksniuotas epidermis. Epidermis yra padalintas į 5 sluoksnius: raginis, skaidrusis, grūdėtasis, dygliuotasis ir pamatinis. Dermos pagrindinė funkcija yra teikti maistines medžiagas epidermiui. Pagrindinė dermos sudėtinė dalis yra baltyminis jungiamojo audinio lanko formos, elastiniai pluoštai ir banguotos beveik neelastingos kolageno skaidulos. Jie yra atsakingi už didelį elastingumą ir dermos atsparumą tempimui ir atremti žalą nuo kasdieninių įtempimų ir kitų mechaninių pažeidimų. Hipoderma teikia atramą dermos sluoksniui ir yra sudaryta didžiąja dalimi riebalinio audinio, jungiamojo audinio ir kraujagyslių [8, 11, 39].

Vaisto geba prasiskverbti per odos epidermį, dermą ir poodinį riebalinį sluoksnį, priklauso nuo vaisto savybių ir pagrindo. Pagrindinės vaisto patekimo per odą vietos yra: folikulinė sritis, prakaito kanalėliai ar nepažeistas raginis sluoksnis. Šiuo keliu terapiškai aktyvios medžiagos gali būti pergabentos lengvai ir taip galima išvengti pirmo metabolizmo kepenyse, pastovi vaisto koncentracija kraujyje yra palaikoma ilgą laiką, potencialios nepageidaujamos reakcijos yra sumažinamos, bioprieinamumas yra pagerinamas, o vaisto dozė yra mažesnė [18].

Tepant dermatologinius preparatus ant odos, veiklioji medžiaga turi prasiskverbti per odą, kad pasiektų veikimo vietą ir sukeltų poveikį. Prasiskverbimo apimtis ir greitis priklauso nuo dalelės pusiausvyros tarp dermatologinio preparato ir raginio sluoksnio. Vaisto prasiskverbimą per odą veikia pasyvi difuzija ir osmozė [6].

Taigi vaisto prasiskverbimą per odą veikia šie veiksniai: veikliosios medžiagos atsipalaidavimas iš vaisto formos, po kurio vyksta difuzija per raginį sluoksnį, tada vyksta pasiskirstymas labiau vandeningoje epidermio aplinkoje ir difuzija į gilesnius audinius ar patekimas į odos cirkuliaciją. Šie procesai yra priklausomi nuo veikliosios medžiagos tirpumo ir difundavimo savybių kiekvienoje aplinkoje. Veikliosios medžiagos difuzija kiekvienoje aplinkoje priklauso nuo veikliosios medžiagos savybių, tokių kaip molekulės dydis, tirpumas, jonizacija ir susiję faktoriai, tokie kaip preparato klampumas ar difuzinio kelio ilgis [8].

1.4.2. A/v emulsijos

Gydant odos ligas, dažnai yra pasirenkamos emulsijos su hidrofiliniu pagrindu dėl greito prasiskverbimo, drėkinančio poveikio. Emulsijos susideda iš dviejų nesimaišančių skysčių, su vienu skysčiu disperguotu į kitą. Aliejaus lašeliai yra stabilizuoti vandeninėje terpėje baltymais ar emulsikliu, kuris suteikia aliejus vandenyje emulsiją [19].

Emulsijos yra skysta vaisto forma, kurioje gali būti įterpiamos ir hidrofilinės, ir lipofilinės vaistinės medžiagos. Emulsijas naudojant į vidų, tokia skysta vaisto forma gali maskuoti ir nemalonų specifinį kvapą, skonį.

A/v emulsijos naudojamos tepti ant odos, dažniausiai susideda iš vandenyje tirpių vaistų. Šios emulsijos naudojamos siekiant vietinio poveikio. Emulsijos nėra riebios, todėl malonios naudoti, lengvai tepamos, nepalieka dėmių ir lengvai nuplaunamos nuo odos paviršiaus, neokliuzinės todėl yra estetiškai priimtinos. A/v emulsijos naudojamos, kad apsaugotų vandens netekimą iš odos, šios emulsijos savo sudėtyje turi vandens, todėl drėkina ir minkština odą.

Dauguma emulsijų, naudojamų išoriškai, susideda iš aliejaus, kuris yra veikliosios medžiagos nešėjas, tačiau aliejus taip pat turi efektą produkto klampumui ir vaisto transportui per odą [4, 5, 38].

1.5. Hidrofilinis – lipofilinis balansas (HLB)

Gaminant emulsijas svarbus rodiklis yra hidrofilinis – lipofilinis balansas. Griffin parengė naudingą metodą, kuriuo galima suskaičiuoti emulsiklių kiekius, reikalingus suteikti fiziškai stabilią emulsiją a/v kombinacijai. HLB metodas buvo pritaikytas nejoninėms paviršiui aktyvioms medžiagoms (PAM), arba dar kitaip vadinamais emulsikliais. Kiekvienam emulsikliui yra skiriamas HLB numeris, parodantis panašias proporcijas molekulės lipofilinių ir hidrofilinių dalių. Tiriamųjų emulsijų stabilumas gali būti įvertintas išsisluoksniavimo laipsniu, kuris yra minimalus optimaliai HLB vertei.

Kitų ingredientų buvimas emulsijoje, ypač kurie yra padalinti aliejinėje fazėje, gali paveikti reikiamą HLB reikšmę. Todėl dažnai reikia paruošti emulsijų eilę, naudojant nejoninių emulsiklių mišinius, siekiant sumažinti HLB reikšmių svyravimus. Tai taip pat svarbu, jei nėra aliejaus reikiamos HLB reikšmės. Emulsiklių mišinio HLB reikšmė, duodanti stabiliausią emulsiją, yra aliejaus reikalinga HLB reikšmė.

Lipofilinis emulsiklis turi žemą HLB skaičių (žemiau 9.0), o hidrofilinis emulsiklis turi aukštą HLB skaičių (virš 11.0). Tie, kurie tarp 9 – 11 yra pereinamieji [5, 16, 37].

Emulsiklio HLB skaičius suskaičiuojamas pagal empyrinę formulę. Nejoniniams emulsikliams reikšmės varijuoja nuo 0 iki 20. Hidrofiliniai emulsikliai veikia kaip tirpinančios medžiagos, detergentai ir a/v emulsikliai. Vandenyje tirpūs emulsikliai stabilizuoja a/v emulsijas, o vandenyje netirpūs emulsikliai stabilizuoja v/a emulsijas. Svarbus yra emulsiklio hidrofiliškumo laipsnis, kuris suteikia stabilumą, ir hidrofobiškumas, užtikrinantis aliejaus lašelių adsorbciją a/v paviršiuje. Balansas tarp jų abiejų priklauso nuo aliejaus prigimties ir emulsiklių mišinio, taigi yra poreikis pritaikyti HLB sistemą.

Eksperimentiškai nustatant emulsijų reikalingą HLB, emulsijos stabilumo indeksu yra laikomas emulsijų išsisluoksniavimas. Emulsinė sistema, kuri turi minimalų išsisluoksniavimą ar fazių atsiskyrimą turi reikalingą HLB [16].

1.6. Emulsikliai

Emulsikliai koncentruojasi skysčių paviršiuje, sumažina paviršiaus įtemptį tarp nesimaišančių fazių, suformuoja barjerą aplink lašelius ir apsaugo nuo lašelių koalescencijos. Kai kurie emulsikliai padidina emulsijų klampą, mažindami lašelių agregaciją ir išsisluoksniavimo greitį.

Gaminant emulsijas, emulsiklio pasirinkimas priklauso nuo jo emulsuojančių savybių, pasiskirstymo ir toksiškumo. Emulsikliai gali būti padalinti į tris pagrindines kategorijas: katijoniniai, anijoniniai ir nejoniniai. Anijoniniai emulsikliai gali būti naudojami mažomis koncentracijomis, tačiau jie yra dirginantys ir negali būti vartojami į vidų. Katijoniniai emulsikliai yra toksiški naudojant net mažomis koncentracijomis. Nejoniniai emulsikliai yra mažiau dirginantys ir mažiau toksiški [5].

Manoma, kad emulsikliai suformuoja plėvelę aplink suspenduotos dispersinės fazės lašelius ir šios plėvelės stiprinimas gali padėti pasiekti geresnį lašelių stabilumo laipsnį. Tokioje sistemoje hidrofiliniai ir lipofiliniai emulsikliai jungiasi vienas su kitu suteikdami tvirtumo plėvelei per vandenilinius ryšius. Todėl kelių emulsiklių makroemulsijų stabilumas yra žymiai didesnis lyginant su vienu emulsikliu. Emulsiklių pasirinkimas grindžiamas dėl jų skirtingų struktūrinių savybių ir turinčių artimą HLB aliejaus HLB reikšmei (jei aliejaus HLB yra žinomas) taip pagerinant emulsijų stabilumą [37].

Gaminant emulsijas dažnai naudojami nejoniniai emulsikliai tokie kaip tvinas (polioksietileno sorbitano esteris) vandeninėje fazėje, nes tai yra vandenyje tirpus emulsiklis ir spanas (sorbitano monoleatas) aliejinėje fazėje, nes tai yra aliejuje tirpus emulsiklis. Emulsikliai yra amfifilinės molekulės, kurios lengvai absorbuojasi ir susikaupia tarp vandeninės ir aliejinės fazių. Emulsikliai sumažina paviršiaus įtemptį ir kuria sąveiką tarp lašelių, kad išvengtų lašelių agregacijos ir koalescencijos [5, 36].

Sorbitano esteriai yra netirpūs vandenyje, bet tirpūs daugumoje organinių tirpiklių (mažo HLB skaičiaus emulsikliai). Etoksilinti produktai yra tirpūs vandenyje ir turi palyginti aukštą HLB skaičių. Vienas pagrindinių sorbitano esterių privalumų yra jų priimtinumas kaip maisto priedai, nes yra mažai toksiški, taip pat mažai jautrūs kitiems maisto priedams. Jie taip pat plačiai naudojami kosmetikoje ir kai kuriuose farmaciniuose preparatuose [16, 36].

1.7. Emulsijų technologija

Emulsijos iš karto nepasigamina kai tik du skysčiai yra sumaišomi. Kad susiformuotų emulsija, reikia energijos, tokios kaip mechaninis maišymas, ultragarsinis vibravimas ar karštis, reikalingas suirti skysčiams, tuo būdu didindami dispersinės fazės paviršiaus plotą.

Emulsijos gali būti gaminamos rankiniu ar mechaniniu metodu: grūstuve ir piestele, maišymo inde, cheminėje stiklinėje, elektriniu ar mechaniniu maišytuvu, homogenizatoriumi ir kt. [43].

Procesas gaminti emulsijas maišant du nesimaišančius skysčius yra žinomas kaip emulsifikacija arba homogenizacija, kai panaudojama energija, suformuojami maži lašeliai ir sukuriamas fizinis ir/ ar elektrostatinis barjeras aplink lašelius ir taip apsaugoma nuo koalescencijos.

Prietaisai, mechaniniai įrenginiai naudojami emulsifikuojant vadinami homogenizatoriai. Didelio greičio maišytuvai turbūt yra vieni labiausiai naudojamų homogenizatorių. Visi komponentai yra patalpinami į indą ir emulsifikuojami kartu tiesiogiai su maišytuvo galvute, kuri sukasi dideliu greičiu. Vis dėlto norint padidinti proceso efektyvumą, komponentai turi būti pridedami nuosekliai. Maišytuvo efektyvumas priklauso nuo jo gebėjimo recirkuliuoti mišinį per indą ir per maišytuvo galvutę. Emulsijos lašelių dydis priklauso nuo maišytuvo sukimosi greičio ir emulsifikacijos laiko [30, 38].

1.8. Emulsijų stabilumas

Emulsijos susideda iš dviejų visiškai ar dalinai nesimaišančių skysčių, tokių kaip aliejus ir vanduo, kur vienas skystis (dispersinė fazė) egzistuoja lašelių formoje suspenduotoje dispersinėje terpėje. Kiekvieno lašelio paviršius tarp hidrofobinių ir hidrofilinių molekulių iš prigimties yra termodinamiškai nestabilus. Emulsijų stabilumas gali būti paveiktas daugybės išorinių sąlygų. Cheminio, fizinio ir mikrobiologinio streso, temperatūros poveikio, kuris gali sukelti emulsijų destabilizaciją.

Emulsijų stabilumą galima nustatyti šiais metodais: mikroskopinė analizė, lašelių dydžio analizė, klampos pokyčių matavimas, laikymas skirtingomis temperatūromis, centrifugavimas, reologiniai metodai. Tarp šių metodų, dažniausias yra lašelių dydžio analizė ir mikroskopija, taip pat klampos nustatymas.

Emulsijos dažnai yra linkusios į gravitacinį atsiskyrimą ir lašelių agregaciją dėl santykinai didelio lašelių dydžio. Tarp fizikinių destabilizacijos mechanizmų, dažniausias

reiškinys, paveikiantis emulsijų homogeniškumą yra dalelių migracija (išsisluoksniavimas, sedimentacija) ir dalelių dydžio svyravimai arba agregacija (koalescencija, flokuliacija).

Esant tam tikromis sąlygomis, tokiomis kaip flokuliacija ir išsisluoksniavimas, galimi dalelių dydžio pasiskirstymo pokyčiai. Kai didėja flokuliacija, didėja dalelių dydis, mažesnės dalelės flokuliuoja greičiau formuodamos palygint stabilius dribsnius.

Išsisluoksniavimas yra emulsijos išsiskyrimas į dvi sritis, kur vienoje yra daugiau dispersinės fazės nei kitoje. Tokia sluoksniuota emulsija nėra elegantiška ir yra rizika atsirasti fazių išsiskyrimui jei emulsija nėra tinkamai supurtyta. Šis išsisluoksniavimas gali būti sumažintas keliais metodais: gaminant emulsiją su mažais lašelių dydžiais; padidinant homogeninės fazės klampą [4, 5, 16, 38].

Kitas būdingas reiškinys, atsirandantis emulsijose yra emulsijų inversija, kuri nurodo emulsijos dispersinės fazės ir terpės apsikeitimą. Šis reiškinys įvyksta po tam tikrų sąlygų ir procesas yra dažnai naudojamas kaip pagrindinis veiksmas gaminant emulsijas, tai neatsiejama gamybos technologijoje ir kaip neišvengiama sudedamoji dalis daugelyje gaminamų emulsijų [19].

Taigi emulsijų stabilumas gali būti padidinamas: mažinant lašelių dydį, siekiant optimalaus aliejaus ir vandens santykio ir didinant emulsinės sistemos klampą, kuri sumažins lašelių judėjimą emulsijoje ir jos išsisluoksniavimą.

Stabili emulsija yra ta, kuriuoje disperguotas lašelis išlaiko savo būdingas savybes ir išlieka vienodai paskirstytas dispersinėje terpėje [4, 5].

1.9. Emulsijų kokybė

Emulsijų kokybė nustatoma vertinant fizinę išvaizdą, kvapą, spalvą, lašelių dydį, taip pat išsisluoksniavimą, koalescenciją, mikrobinį užterštumą [4].

Emulsijoms keliami reikalavimai: emulsija turi būti homogeniška; jei atsirado sedimentacija ar išsisluoksniavimas, emulsiją supurčius, ji vėl turi būti homogeniška; jeigu reikia turi būti padidinamas emulsijos klampumas, kad būtų sulėtinamas išsisluoksniavimas ir sedimentacija; emulsijos lašeliai turi būti maži, kurie suteiktų vienalytę, elegantišką konsistenciją [4, 5, 38].

2. TYRIMO METODIKA IR METODAI

2.1. Medžiagos

 Askorbo rūgštis (Fluka, Didžioji Britanija)  Chitozanas (Sigma – Aldrich, Vokietija)  Citrinos rūgštis (Sigma – Aldrich, Kinija)

 Etilendiaminotetraacto rūgšties dinatrio druska (EDTA) (Roth, Vokietija)  Išgrynintas vanduo (Phonix GmbH, Vokietija)

 Linų sėmenų aliejus (Old Miller, Latvija)

 Natrio vandenilio fostato hidratas (Roth, Vokietija)  Spanas 80 (Sigma – Aldrich, Vokietija)

 Tvinas 80 (AppliChem GmbH, Vokietija)  Pieno rūgštis (Fluka, Ispanija).

2.2. Linų sėmenų aliejaus HLB skaičiaus a/v emulsijoms nustatymas

Tiriamos emulsijos iš 20% aliejinės fazės ir 80% išgryninto vandens. Pasirinktas emulsiklių mišinys buvo spanas 80 ir tvinas 80. Emulsiklių dedama 20% nuo aliejinės fazės. Tiriamo aliejaus reikalingas HLB yra tas, su kuria emulsiklių sistema, emulsija išliko stabili [9, 22, 37]. Emulsijos buvo stebimos 7 paras.

Emulsiklių HLB buvo skaičiuojamas pagal šią formulę: HLBaliejaus =

Ka + Kv

HLBaliejaus – tai yra HLB dydis, kuriam esant tiriamas aliejus sudaro patvarią emulsiją.

Ka – emulsiklio a kiekis (tirpaus aliejuje, spanas 80). Kv – emulsiklio v kiekis (tirpaus vandenyje, tvinas 80).

HLBa ir HLBv – emulsiklių spano 80 ir tvino 80 hidrofilinio – lipofilinio balanso dydžiai [43].

1 lentelė. Emulsiklių kiekiai ir jų HLB

Eil. Nr. Spanas 80, % (g) Tvinas 80, % (g) HLB 1 100 (4,0) 0 (0) 4,3 2 90 (3,6) 10 (0,4) 5,37

3 80 (3,2) 20 (0,8) 6,44 4 70 (2,8) 30 (1,2) 7,51 5 60 (2,4) 40 (1,6) 8,58 6 50 (2,0) 50 (2,0) 9,65 7 40 (1,6) 60 (2,4) 10,72 8 30 (1,2) 70 (2,8) 11,79 9 20 (0,8) 80 (3,2) 12,86 10 10 (0,4) 90 (3,6) 13,93 11 0 (0) 100 (4,0) 15,0

2.3. Emulsinių sistemų gamybos metodas

Emulsinių sistemų (a/v) gamybos metodas buvo parinktas pagal šiuos kriterijus: emulsiklių kiekis (nuo aliejinės fazės) ir įterpimo būdas:

 Gaminama su 15% emulsiklių kiekiu [22].  Gaminama su 20% emulsiklių kiekiu [37].  Spanas 80 maišomas aliejinėje fazėje, o tvinas

80 vandeninėje fazėje. Tuomet abi fazės kartu sumaišomos [44].

 Emulsikliai buvo įterpiami į aliejaus ir

išgryninto vandens mišinį [15]. Emulsijos buvo maišomos homogenizatoriumi

Ultra Turrax (Janke & Kunkel, Vokietija), 1 pav. Homogenizatorius Ultra Turrax apsisukimų greitis buvo 8000 aps/min. Emulsijos maišomos keliais būdais: maišymo trukmė ir periodiškumas:

 5 min [42].

 10 min maišoma 10 000 aps/min, po to maišoma 5 min 8000 aps/min [35].  10 min [22].

2.4. Chitozano tirpalo paruošimas

Į kolbą įpilama išgryninto vandens ir 1% pieno rūgšties. Chitozano milteliai paskleidžiami ant paviršiaus ir viskas maišoma magnetine maišykle (Yellowline TC 3, Vokietija) ir pagaminami 0,5% ir 1% chitozano tirpalai [10].

2.5. Modelinės medžiagos – askorbo rūgšties įterpimas į tiriamąją emulsiją

5% askorbo rūgšties ištirpinama vandeninėje fazėje, vėliau ištirpinamas emulsiklis tvinas 80 vandeniniame tirpale, sumaišoma su aliejine faze ir gaminama emulsija [17, 32].

2.6. pH reikšmės nustatymas

pH reikšmė nustatyta pH-metru HD 2105.1 (Delta OHM, Italija). 2,5 g tiriamojo mėginio praskiedžiama 45 ml išgryninto vandens ir matuojama pH reikšmė prie 20 o

C temperatūros.

2.7. Klampos nustatymas

Klampa nustatyta viskozimetru Sine-wave Vibro Viscometer SV-10 (A&D Company, Limited, Japonija). 40 g tiriamojo mėginio patalpinama į specialų matavimui skirtą indą. Indas įtvirtinamas ant prietaiso paviršiaus ir į tiriamąją medžiagą nuleidžiami davikliai. Klampa matuojama 20 oC temperatūroje (Pa s).

2.8. Mikrostruktūros nustatymas

Mikrostruktūra tirta Motic (Motic instruments, Inc., Kinija) mikroskopu. Tiriamasis mėginys užtepamas ant stiklelio plonu sluoksniu, uždengiama mikroskopavimo stikleliu ir užlašinamas imersinio aliejaus (Immersion oil RAL, REACTIFS RAL S.A., Prancūzija) lašas,

x100 didinimas. Tada stiklelis įtvirtinamas ant prietaiso darbinio paviršiaus ir nuleidžiamas mikroskopo objektyvas. Duomenys apdoroti kompiuterine programa Motic Images Plus 2.0 ML, panaudota Moticam 1000 1,3 M Pixel USB 2.0 kamera.

2.9. Kiekybinis askorbo rūgšties nustatymas

Reagentai: buferinis tirpalas (pH = 4) buvo pagamintas ištirpinus 1.40 g citrinos rūgšties ir 1.30 g Na2HPO4 2H2O 1000 ml išgryninto vandens. Stabilizatoriaus tirpalas: 0.10 g EDTA

tirpinamas buferiniame tirpale ir skiedžiama iki 1000 ml. L-askorbo rūgšties tirpalas pagamintas tirpinant 0.05 g L-askorbo rūgšties stabilizatoriaus tirpale ir praskiedžiant matavimo inde iki 250 ml.

Kalibracinio grafiko paruošimas: perkeliama 1ml, 2 ml, 3 ml, 4 ml ir 5 ml askorbo rūgšties tirpalo į 25 ml matavimo kolbą ir praskiedžiama iki žymės stabilizatoriaus tirpalu; lyginamasis tirpalas – stabilizatoriaus tirpalas [34]. Matuojama absorbcija 290 nm bangos ilgyje [24].

2 pav. Askorbo rūgšties kalibracinis grafikas

Abscisių ašyje yra askorbo rūgšties absorbcija (a/v). Ordinačių ašyje – bangos ilgis (nm).

2.10. Modelinės medžiagos – askorbo rūgšties išsiskyrimo iš emulsijų

nustatymas in vitro

2 lentelė. 50% emulsinių sistemų sudėtinės dalys

Emulsijų sudėtinės dalys Emulsinės sistemos nr.

13 16 19 Vandeninė fazė: vanduo + _ _ Vandeninė fazė: 0,5% chitozano tirpalas _ + _ Vandeninė fazė: 1% chitozano tirpalas. _ _ +

Aliejinė fazė: 50% linų sėmenų aliejus + + + Emulsiklių sistema: tvinas 80 ir spanas 80 + + + 5% askorbo rūgštis + + +

Paaiškinimai: “+” medžiaga įeina į emulsijos sudėtį, “-“ medžiaga neįeina į emulsijos sudėtį.

Pritaikytas vienos kameros modelis naudojant vertikalią cilindrinę celę. Difuzijos plotas – 1,77 cm2. Donorinė terpė – 2 g emulsijos. Paimtame tiriamąjame mėginyje buvo 0,1% askorbo rūgšties. Akceptorinė terpė – stabilizatoriaus tirpalas 25 ml. Tyrimas atliekamas, palaikant sistemoje 32 1 oC temperatūrą termostate [40]. Akceptorinė terpė patalpinama į termostatą 15 – 20 min prieš eksperimento pradžią, kad nusistovėtų tirpalo temperatūra.

Tiriamosios emulsijos supilamos į cilindrus, kurių gale yra pritvirtinta regeneruota celiuliozės dializės membrana Cuprophan® (Medicell International Ltd., Didžioji Britanija), ir panardinamas į akceptorinį tirpalą. Fiksuojamas donorinės fazės panardinimo į akceptorinę terpę laikas.

1 ml mėginiai pipete imami iš akceptorinės terpės po 15 min, 30 min, 1 val, 2 val, 3 val. Kiekvieną kartą paėmus 1 ml mėginio, akceptorinė terpė papildoma 1 ml stabilizatoriaus tirpalu. 1 ml mėginio tirpalo matavimo kolboje praskiedžiamas stabilizatoriaus tirpalu iki 25 ml žymės. UV – Vis Spektrofotometru (Agilent Technologies Inc., JAV) kiuvetėje matuojama tirpalo absorbcija, esant 290 nm bangos ilgiui ir apskaičiuojamas askorbo rūgšties kiekis. Lyginamasis tirpalas – stabilizatoriaus tirpalas [21, 40].

2.11. Emulsijų tipo nustatymas

Emulsijų tipas buvo nustatomas skiedimo metodu: lašas emulsijos užlašinamas ant vandens lašo. Jei lašas maišosi su vandeniu, jis pasklinda, nurodydamas, kad vanduo yra dispersinė terpė – a/v tipo emulsija, jei lašai nesusimaišo – v/a tipo emulsija [4, 5, 16, 38].

2.12. Statistiniai metodai

Statistinė analizė buvo atlikta naudojant statistinį paketą GraphPad (3.10) ir programą Microsoft Excel. Vidurkių skirtumų reikšmingumas vertintas pagal Stjudento t kriterijų. Skirtumas laikytas statistiškai reikšmingas, jei paklaidos tikimybė p < 0,05.

3. REZULTATAI IR JŲ APTARIMAS

3.1. A/v emulsijų su linų sėmenų aliejumi emulsiklių įterpimo būdo ir

koncentracijų parinkimas

Modeliuojant a/v emulsiją, svarbu yra parinkti tinkamas emulsiklio (-ių) koncentracijas. Vidutinis lašelių dydis ir aliejaus išsiskyrimas sumažėja, kai emulsiklių koncentracija padidėja. Emulsijos klampumas padidėja su padidėjusia emulsiklio koncentracija. Šis efektas aiškinamas kaip padidėjusios emulsiklio absorbcijos rezultatas aplink lašelio paviršių [27, 44].

Emulsiklio koncentracija turi didelį poveikį emulsijos stabilumui. Gaminant emulsiją su maža emulsiklio koncentracija, emulsija bus nestabili dėl lašelių dydžio aglomeracijos. Didelė emulsiklio koncentracija sukels emulsijos nestabilumą dėl pagreitintos koalescencijos [20]. Emulsikliai stabilizuoja emulsijos lašelius ne tik formuodami mechaninį barjerą, bet taip pat formuodami elektrinį barjerą [21]. Tačiau ne tik emulsiklių koncentracija daro įtaką emulsijų stabilumui, didelę reikšmę turi ir aliejinės, ir vandeninės fazės santykis ir jų tankis [4]. Pagal modifikuotą Grifino metodą, nustatytas emulsiklių kiekis nuo aliejinės fazės yra 10 – 20% [22, 37].

Taigi pasirinktos emulsiklių koncentracijos buvo 15% ir 20% nuo aliejinės fazės, tai yra vidutinė ir didžiausia rekomenduojama emulsiklių koncentracija.

3 lentelė. Emulsiklių koncentracijų ir įterpimo būdo parinkimas pagal vizualiai stebimą emulsijų išsisluoksniavimą

Emulsiklių koncentracija

Emulsiklių įterpimo būdas Emulsikliai įterpiami į

aliejaus ir vandens mišinį

Spanas 80 maišomas aliejuje, tvinas 80 maišomas vandenyje 15% Išsisluoksniavo po 1 val. Išsisluoksniavo po 3 parų 20% Išsisluoksniavo po 1 val. Neišsisluoksniavo 7 paras

Emulsiklių įterpimo būdas turi didelės įtakos emulsijų stabilumui: emulsiklius maišant kartu (emulsijos Nr.1 ir Nr.2) – pagaminamos nestabilios emulsijos, kurios išsisluoksniuoja praėjus 1 valandai po pagaminimo.

Spaną maišant su aliejumi, o tviną – su vandeniu, emulsijos buvo stabilios 3 ir 7 paras, pagamintos su 15% (emulsija Nr. 4) ir 20% (emulsija Nr. 3) emulsiklių kiekiu. Tačiau emulsija, pagaminta su 15% emulsiklių kiekiu, praėjus 3 parai išsisluoksniavo, o tuo tarpu emulsija, pagaminta su 20% emulsiklių kiekiu išliko stabili 7 paras.

3 pav. Emulsiklių koncentracijų ir įterpimo būdo įtaka emulsijų išsisluoksniavimui

Parinkta emulsiklių koncentracija nuo aliejinės fazės buvo 20%. Tinkamiausias emulsiklių įterpimo būdas buvo tvino 80 maišymas su vandenine terpe, o spano 80 maišymas su aliejine faze. Šiuo būdu pagamintos emulsijos ilgiausiai neišsisluoksniavo.

3.2. Maišymo trukmės ir periodiškumo nustatymas

Pagal Khan ir kt. (2011; cit iš Gionglun ir Daniel, 2005) maišymo laikas yra svarbus faktorius gaminant emulsijas, nes lašelių dydis sumažėja, didėjant maišymo greičiui ir trukmei. Ilgas maišymo laikas padidina emulsiklių efektyvumą, tačiau per ilgas maišymo laikas sumažina, nes stiprus maišymas sukels emulsiklių iškritimą iš skysčių paviršiaus [20].

Galime teigti, kad optimalus maišymo laikas reikalingas užtikrinant emulsijų homogeniškumą [22, 35].

4 lentelė. Emulsijų maišymo trukmės ir periodiškumo įtaka jų stabilumui

Maišymo trukmė ir periodiškumas Stabilumas

5 min Per 1 valandą išsisluoksniavo. 10 min maišoma, po to dar

maišoma 5 min

Per 3 – 4 dienas išsisluoksniavo.

10 min Išliko stabilios stebint 7 paras.

Taigi nustatyta maišymo trukmė šioms emulsijoms gaminti yra 10 min, tuomet pagaminamos stabilios a/v emulsijos, ilgiausiai neišsisluoksniuoja.

3.3. Linų sėmenų aliejui reikalingo HLB skaičiaus a/v emulsijoms nustatymas

Norint pagaminti stabilią emulsinę sistemą yra svarbu žinoti reikalingą aliejaus HLB skaičių (jei aliejaus HLB nėra žinomas).

Siekiant nustatyti linų sėmenų aliejaus reikalingą HLB skaičių a/v emulsijoms, buvo gaminama emulsijų eilė su linų sėmenų aliejumi, vandenine terpe ir emulsiklių tvino 80/ spano 80 mišiniais. Pagaminus 11 emulsijų buvo nustatomas jų tipas skiedimo metodu – visos emulsijos maišėsi su vandeniu. Taigi visos emulsijos yra a/v tipo.

Tiriamųjų emulsijų stabilumas gali būti įvertintas išsisluoksniavimo laipsniu, kuris yra minimalus optimaliai HLB vertei. Emulsiklių mišinio HLB reikšmė, duodanti stabiliausią emulsiją, yra aliejinės fazės reikiama HLB reikšmė [5, 15, 37]. Visos emulsijų eilės emulsijos buvo vertinamos stebint emulsinių sistemų išsisluoksniavimo greitį, vertinant mikrostruktūrą, aliejaus lašelių pasiskirstymo tolygumą, bei matuojant emulsinių sistemų klampą ir pH [4, 40].

3.3.1. Mikrostruktūros ir išsisluoksniavimo vertinimas

Visos emulsijų eilės emulsijos buvo vertinamos pagal išsisluoksniavimą ir mikrostruktūrą.

Atliktas 11 emulsijų mikroskopavimas, išmatuoti pasirinktinai matymo lauke aptikti didžiausi ir mažiausi aliejaus lašeliai, įvertintas lašelių vienodumas ir pasiskirstymo tolygumas.

Lašelių dydžio ir mikrostruktūros pokyčiai bėgant laikui yra pagrindinis parametras apibūdinantis emulsijų stabilumą, nes nestabilumas veikia ar yra paveiktas lašelių dydžio. Lašelių dydžio matavimas suteikia daug informacijos apie emulsijos savybes, stabilumą ir senėjimą [30].

5 lentelė. Emulsijų HLB, mikrostruktūra ir išsisluoksniavimo laikas

Nr. HLB Mėginiai Išsisluoksnia vimo laikas 1. 4,3 1 – 2 paros 2. 5,37 2 – 3 paros 3. 6,44 4 – 5 paros 4. 7,51 Po 7 parų 5. 8,58 Po 7 parų 6. 9,65 6 para 7. 10,72 5 – 6 paros 8. 11,79 5 – 6 paros

9. 12,86 6 – 7 paros

10. 13,93 6 -7 paros

11. 15,0 4 – 5 paros

Aliejaus lašelių dydis varijuoja labai įvairiai: emulsijos, turinčios didžiausius lašelių dydžius yra Nr. 3 ir 2, lašelių dydžiai atitinkamai yra 19,3 ir 37,8 µm. Šis tyrimas patvirtina, kad didesni, netolygaus dydžio ir pasiskirstymo aliejaus lašelių mikrostruktūros emulsijos greičiau išsisluoksniuoja, per 1 – 2, 2 – 3 paras, ir yra nestabilios.

Emulsijos, turinčios mažus lašelių dydžius Nr. 10 ir 11 lašelių dydžiai 3,5 ir 9,9 µm, nebuvo taip pat stabilios, kas buvo tikėtąsi iš pradžių, šios emulsijos išsisluoksniavo po 4 – 5 parų.

Emulsijos Nr. 4 ir Nr. 5, kurių lašelių dydžiai buvo 3,6 ir 6,3 µm buvo stabiliausios, aliejaus lašeliai pasiskirstę tolygiausiai. Šios emulsijos buvo stabilios 7 paras, kaip ir buvo pastebėta išsisluoksniavimo tyrimu, šios emulsijos yra ir patvariausios. Ilgiausiai neišsisluoksniavo emulsijos, kurių lašelių dydžiai yra panašaus dydžio ir maži, ir jie pasiskirstę tolygiai, nes taip išvengiama lašelių aglomeracijos ir koalescencijos [4, 5].

3.3.2. Klampos tyrimas

Atrinkus dvi emulsijas Nr. 4 ir Nr. 5 iš emulsijų eilės, kurios ilgiausiai neišsisluoksniavo ir kurių mikrostruktūra tolygi, toliau šios dvi emulsijos buvo tiriamos pagal klampos stabilumą ir pH reikšmes, siekiant atrinkti vieną emulsiją. Šių emulsijų klampa buvo tiriama ką tik pagaminus, paskui buvo laikoma natūraliomis sąlygomis (n.s.), 30o_{C temperatūroje}

(termostate) ir 8oC temperatūroje (šaldytuve), klampa buvo tiriama po 7 parų.

Klampos pokytis dėl laikymo temperatūros yra svarbus rodiklis, kuriuo sužinome ar tiriama emulsija yra atspari temperatūrų svyravimams ir yra stabili [5].

4 pav. Emulsijų Nr. 4 ir Nr. 5 klampos kitimas laikant įvairiomis temperatūros sąlygomis

Klampa sumažėja laikui bėgant, nes lašelių skaičius sumažėja emulsijai išsisluoksniuojant [26]. Laikant emulsijas, padidėjusi klampa nurodo, kad prasidėjo emulsijų senėjimas [27].

Emulsijos Nr. 4 klampa statistiškai reikšmingai (p < 0,05) mažiau kito nei Nr. 5, emulsijos laikant natūraliomis sąlygomis ir 30 oC temperatūroje. O emulsijas laikant 8oC temperatūroje, klampa kito statistiškai nereikšmingai (p > 0,05). Galima teigti, kad Nr. 4 emulsija yra stabilesnė, nes atsparesnė temperatūros svyravimams.

3.3.3. pH tyrimas

Kaip ir vertinant emulsijų klampą, buvo lyginamas Nr. 4 ir Nr. 5 emulsijų pH kitimas ką tik pagaminus ir laikant įvairiomis temperatūros sąlygomis.

1,59 1,23 1,72 1,78 1,26 1,37 1,43 1,46 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 Nr. 4 Nr. 5 K lam p a ( Pa∙ s) _{Ką tik pagaminus} Po 7 parų n.s. Po 7 parų termostate Po 7 parų šaldytuve

5 pav. Emulsijų Nr. 4 ir Nr. 5 pH kitimas laikant įvairiomis temperatūros sąlygomis

Emulsijų Nr. 4 ir Nr. 5 pH reikšmės išliko panašios ką tik pagaminus ir po 7 parų laikymo natūraliomis sąlygomis ir termostate (30o_{C temperatūroje), skirtumas statistiškai}

nereikšmingas (p > 0,05). Tačiau abiejų emulsijų pH reikšmės sumažėjo laikant šaldytuve iki 3,2 ir 3,3, skirtumas yra statistiškai reikšmingas (p < 0,05).

Galima teigti, kad emulsijos Nr. 4 ir Nr. 5 labai panašiai reagavo į temperatūros pokyčius, pH reikšmės mažai skyrėsi.

Abi emulsijos Nr. 4 ir Nr. 5 buvo stabilios ilgiausiai, išsisluoksniavimo tyrimu nustatyta, kad abi emulsijos neišsisluoksniavo 7 paras. Mikrostruktūros tyrimu įvertinta, kad emulsijos Nr. 4 aliejaus lašeliai kiek tolygiau pasiskirstę ir yra mažesni, nei emulsijos Nr. 5. Abiejų emulsijų nustatyti panašūs pH reikšmių svyravimai laikant skirtingomis temperatūromis. Tačiau Nr. 5 emulsijos nustatyti didesni klampos svyravimai nei Nr. 4 emulsijos. Taigi emulsija Nr. 4 laikoma stabiliausia iš visos emulsijų eilės pagal išsisluoksniavimo, mikrostruktūros ir klampos rodiklius. Šios emulsijos emulsiklių sistemos HLB skaičius yra 7,51.

3.3.4. Linų sėmenų aliejaus reikalingo HLB skaičiaus a/v emulsijoms

nustatymas rezultatų aptarimas

Pagal tyrimą „A/v emulsijos su argano aliejumi: gamyba ir stabilizacija“ buvo nustatomas argano aliejaus a/v emulsijos reikalingas HLB. Emulsijos gaminamos su emulsiklių spano 80 ir tvino 80 mišiniu bei vandeniu. Tiriamas aliejaus lašelių dydis ir aliejaus atsiskyrimas.

4,6 4,6 4,6 _4,5 4,6 4,6 3,2 3,3 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 Nr. 4 Nr. 5 p H r e ikšm ė Ką tik pagaminus Po 7 parų n.s. Po 7 parų termostate Po 7 parų šaldytuve

Visos emulsijos, pagamintos su HLB žemesniu, nei reikalingas HLB, buvo mažiau stabilios ir turėjo didesnį lašelių dydį. Aliejaus atsiskyrimas atsirado po ilgesnio laiko. Visos pagamintos emulsijos su reikalingu HLB po 12 dienų išsisluoksniavo, bet buvo stabilios koalescencijai daugiau nei 5 mėnesius [44].

Tyrimas su linų sėmenų aliejumi nustatant HLB skaičių patvirtino tyrimą su argano aliejumi – stabiliausios emulsijos sumodeliuojamos, turinčios reikalingą HLB. Buvo tiriama emulsijų mikrostruktūra ir taip pat nustatyta, kad emulsijos, turinčios reikalingą HLB, aliejaus lašeliai yra maži ir dydis panašus, mikrostruktūra tolygi. Nustatyta, kad pagamintos emulsijos su reikalingu HLB po 7 dienų išsisluoksniavo, bet nebuvo pastebėtas fazių atsiskyrimas.

3.4. Emulsinės sistemos sudėties parinkimas

Siekiant parinkti a/v emulsijos su linų sėmenų aliejumi aliejaus koncentraciją, buvo gaminamos emulsijos su 30%, 50% ir 60% linų sėmenų aliejumi.

Remiantis literatūros duomenimis, laikant emulsijas natūraliomis sąlygomis ir 30o

C temperatūroje, buvo stebimas emulsijų išsisluoksniavimas. Emulsijos, kurių klampa buvo didesnė, buvo atsparesnės išsisluoksniavimui [27].

Aliejaus taip pat turi efektą produkto klampumui ir vaisto transportui per odą [5]. Dauguma tyrinėtų emulsijų, emulsijų koncentracijos padidėjimas, užlaiko aliejaus oksidaciją. Taigi, didėjant aliejinės fazės koncentracijai, lašeliai yra arti vienas kito ir tai sulaiko oksidaciją [24, 27]. Didesnė dispersinės fazės koncentracija gali trukdyti lašeliams judėti ir sumažinti išsisluoksniavimą [5]. Optimali klampa gali būti nustatoma eksperimentiškai. Fazės tūris apie 50%, kuris apytikriai išlaisvina sferinius lašelius, padaro stabilią emulsiją [4].

Taip pat vertinant emulsijos stabilumą įtakos turi: aliejaus ir vandens santykis [20, 30]. Siekiant padidinti ir vandeninės terpės klampumą, stabilizuoti emulsijas, pasirinkta vandeninėje terpėje ištirpinti chitozaną ir taip stabilizuoti emulsinę sistemą. Chitozanas emulsijoje formuoja plėveles ir aptraukia aliejaus lašelius, taip juos stabilizuodamas [29].

Farmaciniai preparatai genda dėl cheminių reakcijų, fizikinių procesų ir dėl mikroorganizmų augimo ir pūvimo [6]. Emulsijos yra jautrios mikrobiologinei taršai, nes savo sudėtyje turi vandens, kuri yra tinkama terpė daugintis mikroorganizmams. Chitozanas gali būti naudojamas ir kaip emulsijų konservantas, nes turi antimikrobinių savybių [12].

Pagaminus emulsijas su aliejine faze – 30%, 50% ir 60% linų sėmenų aliejumi, bei vandenine terpe – išgrynintu vandeniu, 0,5% ir 1% chitozano tirpalu, buvo nustatomas emulsijų

tipas skiedimo metodu: visos emulsijos gerai maišėsi su vandeniu, todėl šios emulsijos yra a/v tipo.

3.4.1. Mikrostruktūros tyrimas

Siekiant patvirtinti rastus mokslinės literatūros duomenis, buvo tiriama emulsijų mikrostruktūra, kad būtų galima įvertinti emulsijų stabilumą. Koalescencijos atsiradimas atspindi emulsijos lašelių padidėjimą. Kas tam tikrą laiko tarpą matuojant emulsijos lašelių dydžius, galima nustatyti emulsijos stabilumą [42].

Atliktas mikroskopavimas emulsijų su 30%, 50% ir 60% linų sėmenų aliejumi ir vandenine terpe – išgrynintu vandeniu. Emulsijų stabilumas taip pat priklauso nuo aliejaus ir vandens santykio, kuris gali veikti aliejaus lašelių dydį [30].

7 lentelė. 30%, 50% ir 60% linų sėmenų aliejaus emulsijų mikrostruktūra, kurių vandeninė terpė – išgrynintas vanduo

Nr. Aliejaus konc. Mėginiai 12. 30% 13. 50% 14. 60%

Emulsijos Nr. 12, pagamintos su 30% linų sėmenų aliejumi mikrostruktūra nėra vientisa, aliejaus lašelių dydis varijuoja, aptikta didelių lašelių – 11,0 µm ir mažų lašelių – 4,6 µm. Emulsijos Nr. 13, pagamintos su 50% linų sėmenų aliejumi mikrostruktūra yra gana tolygi, aliejaus lašeliai yra arti vienas kito, aptiktas mažiausias lašelis matymo lauke – 2,5 µm ir didžiausias – 8,6 µm. Emulsijos Nr. 14, pagamintos su 60% sėmenų aliejumi, mikrostruktūra yra vientisa, aliejaus lašeliai yra visi panašaus dydžio, mažiausias lašelis – 2,5 µm, didžiausias – 6,5 µm. Taigi didėjant aliejaus koncentracijai, pagaminamos emulsijos su panašiu aliejaus lašelių dydžiu ir tolygiu pasiskirstymu, o tai yra pageidautina, nes pagaminamos stabilesnės emulsijos.

8 lentelė. 30%, 50% ir 60% linų sėmenų aliejaus emulsijų mikrostruktūra, kurių vandeninė terpė – 0,5% chitozano tirpalas

Nr. Aliejaus konc. Mėginiai 15. 30% 16. 50% 17. 60%

Emulsijos Nr. 15 mikrostruktūra nėra vientisa, aliejaus lašeliai įvairiai pasiskirstę, matyti sukibusių lašelių, mažiausias aptiktas lašelis 4,2 µm, didžiausias – 10,7 µm. Emulsijos Nr. 16 mikrostruktūra matyti tolygi, mažiausias lašelis 3,1 µm, didžiausias – 7,5 µm. Emulsijos Nr. 17 mikrostruktūra taip pat tolygi, aliejaus lašeliai mažesnio dydžio, mažiausias – 2,5 µm, didžiausias – 6,2 µm.

9 lentelė. 30%, 50% ir 60% linų sėmenų aliejaus emulsijų mikrostruktūra, kurių vandeninė terpė – 1% chitozano tirpalas

Nr. Aliejaus konc. Mėginiai 18. 30% 19. 50% 20. 60%

Emulsijos Nr. 18 mikrostruktūra vientisa, tačiau aliejaus lašelių dydis varijuoja skirtingai: mažiausias lašelių dydis – 3,6 µm, didžiausias – 22,1 µm. Emulsijos Nr. 19 mikrostruktūra taip pat vientisa, tačiau aliejaus lašeliai mažesni: mažiausias – 3,3 µm, didžiausias – 14,9 µm. Emulsijos Nr. 20 mikrostruktūra vientisa, tolygi, aliejaus lašeliai yra arčiausiai vienas kito. Mažiausias lašelis – 2,0 µm, didžiausias – 14,6 µm.

Galima daryti išvadą, kad didėjant aliejaus ir chitozano koncentracijai pagaminamos emulsijos su mažesniu aliejaus lašelių dydžiu. Aliejaus lašelių pasiskirstymas yra tolygus,

tankus, todėl sumažėja jų judėjimas, lašeliai yra panašaus dydžio. Ir tai turi didelės įtakos emulsijų stabilumui.

3.4.2. Klampos tyrimas

Dermatologinio preparato klampa yra svarbi vartojimo kokybei. Klampa turi būti optimali, kad lengvai būtų paskirstoma odos plote. Esant per mažai klampai preparatas nubėga nuo tepamo paviršiaus, per didelė klampa apsunkina preparato tepimą ir paskirstymą ant odos. Todėl yra svarbu atrinkti stabilias emulsijas ir surasti jų optimalią klampą, taip emulsijos bus labiau priimtinesnės naudojimui ir bus stabilesnės [40].

Tirtų emulsijų klampumas padidėja, didėjant dispersinės fazės ir terpės tūriui ir emulsiklių koncentracijai. Didesnį klampumą turinčios emulsijos yra stabilesnės išsisluoksniavimui. Didinant klampumą, tai gali padėti stabilizuoti aliejaus lašelius ir sumažinti polinkį į koalescenciją [27, 38]. Mažesnė paviršiaus įtemptis ar padidėjusi maišymo energija ir trukmė gali privesti prie fazių atsiskyrimo, o tuo tarpu didesnė skysčių klampa tai sumažintų [26].

Taigi modeliuojamoje emulsijoje įtaką klampai gali daryti emulsiklių koncentracija, linų sėmenų aliejaus ir chitozano koncentracijos.

Siekiant nustatyti modeliuojamų emulsijų sudėties įtaką emulsijų klampai, buvo tirtos emulsijos su dispersine faze: 30%, 50% ir 60% linų sėmenų aliejumi, vandenine terpe: išgrynintu vandeniu, 0,5% chitozano tirpalu ir 1% chitozano tirpalu.

6 pav. Linų sėmenų aliejaus ir chitozano tirpalo įtaka emulsijų klampai

6,64 37,1 500 84,7 292 618 259 341 654 0 100 200 300 400 500 600 700 30% 50% 60% K lam p a ( Pa∙ s)

Sėmenų aliejaus koncentracija

vand. 0,5% ch. 1% ch.

Paaiškinimai: „vand“ – vandeninė terpė – vanduo; „0,5% ch.“ – vandeninė terpė – 0,5% chitozano tirpalas; „1% ch.“ – vandeninė terpė – 1% chitozano tirpalas.

Kaip matyti iš grafiko, emulsijų, kurių terpė – vanduo, klampa didėja, didėjant linų sėmenų aliejaus koncentracijai, 30% linų sėmenų aliejaus klampa buvo 6,64 Pa s, o 60% linų sėmenų aliejaus – 500 Pa s. Emulsijos, pagamintos su 0,5% chitozano tirpalu, klampa taip pat didėja, didėjant aliejaus koncentracijai, tačiau pagaminamos klampesnės emulsijos, atitinkamai 84,7 Pa s, 292 Pa s ir 618 Pa s. Emulsijos, pagamintos su 1% chitozano tirpalu turi didžiausią klampą atitinkamai 259 Pa s, 341 Pa s ir 654 Pa s. Taigi didesnė chitozano koncentracija statistiškai reikšmingai (p < 0,05) didina emulsijų klampą. Lyginant emulsijas pagamintas su vandenine terpe – išgrynintu vandeniu ir emulsijas, pagamintas su 0,5% ir 1% chitozano tirpalu, nustatyta, kad chitozanas statistiškai reikšmingai (p < 0,05) daro įtaką emulsijų klampai.

Nustatant linų sėmenų aliejaus koncentracijos 30%, 50% ir 60% įtaką emulsijų klampai, buvo lyginamos emulsijos, pagamintos su vandenine terpe. Nustatyta, kad linų sėmenų aliejaus didesnė koncentracija statistiškai reikšmingai (p < 0,05) didina emulsijų klampą.

3.4.3. pH tyrimas

pH taip pat svarbus rodiklis vertinant emulsijų kokybę ir tinkamumą odai [23, 40]. Odos pH yra rūgštinis ir varijuoja nuo 4,0 iki 7,0. Yra įrodyta, kad oda, turinti pH žemiau 5,0 yra geresnės būklės, nei oda, turinti pH aukščiau 5,0. Rūgštinis odos pH turi apsauginį poveikį. Todėl yra svarbu sumodeliuoti emulsinę sistemą, turinčią rūgštinį pH [23].

Emulsijų stabilumas priklauso nuo dispersinės sistemos pH, esant mažesnei pH reikšmei, emulsijos buvo stabilios dėl koalescencijos mažiausiai mėnesį, o esant didesnei pH, koalescencija atsirado. Ilgalaikis stabilumas prieš koalescenciją išlieka emulsijoje, kurių pH yra žemas (pH < 4) [30].

Siekiant ištirti emulsinių sistemų pH ir kaip chitozanas daro įtaką emulsijų rūgštingumui, buvo atliktas emulsijų pH tyrimas.

7 pav. Linų sėmenų aliejaus ir chitozano įtaka emulsijų pH

Iš grafiko matyti ryškūs pH reikšmių svyravimai emulsijų, pagamintų be chitozano ir su chitozanu. Emulsijos, kurių dispersinė terpė – vanduo, pH svyruoja nuo 5,7 iki 5,9. Su chitozanu pagamintų emulsijų pH yra nuo 3,4 iki 3,9 t.y. žymiai rūgštesnis nei pastarųjų. O tai yra pageidautinas rodiklis atsižvelgiant į odos rūgštesnį pH. Tačiau emulsijos, turinčios 1% chitozano tirpalą, turi didesnį pH, nei emulsijos, turinčios 0,5% chitozano tirpalą, tačiau tai yra statistiškai nereikšminga (p > 0,05), pH skirtumas emulsijoms įtakos neturi. Didėjant chitozano koncentracijai, pH taip pat didėja. Taip pat didesnis pH nustatytas emulsijų, turinčių didesnę linų sėmenų aliejaus koncentraciją. Lyginant emulsijų pagamintų su vandeniu ir emulsijų, pagamintų su chitozano tirpalu, emulsijų su chitozano tirpalu pH reikšmė yra mažesnė už emulsijų, pagamintų su vandeniu.

Taigi, vandeninės terpės sudėtis lemia modeliuojamos emulsijos pH reikšmę: chitozano panaudojimas vietoj vandens nulemia emulsinės sistemos rūgštesnį pH, kuris yra pageidaujamas rodiklis užtikrinant odos apsaugą. Chitozanas yra tinkamas ingredientas suteikti emulsijoms rūgštesnį pH.

Pagal tyrimų duomenis, emulsijos, pagamintos su 50% ir 60% linų sėmenų aliejumi buvo klampios, mikrostruktūra vientisa, aliejaus lašelių pasiskirstymas tolygus. Tačiau emulsijos, pagamintos su 30% sėmenų aliejumi, klampa buvo mažesnė, o aliejaus lašeliai nevienodo dydžio. Taip pat ir su chitozanu: didėjant chitozano koncentracijai, emulsijų klampumas didėja. Klampiausios emulsijos buvo pagamintos su 0,5% ir 1% chitozanu, bei 50% ir 60% linų sėmenų aliejumi ir šios emulsijos turėjo rūgštesnį pH, nei emulsijų, pagamintų su dispersine terpe – išgrynintu vandeniu.

5,7 5,8 5,9 3,4 3,7 3,5 3,8 3,6 3,9 0 1 2 3 4 5 6 7 30% 50% 60% p H r e ikšm ė s

Sėmenų aliejaus koncentracija

vand. 0,5% ch. 1% ch.

3.4.4. Emulsijų stabilumo įvertinimas laikant natūraliomis sąlygomis ir 30

C

temperatūroje

Siekiant nustatyti modeliuojamos emulsijos stabilumą buvo atlikti mikrostruktūros, klampos ir pH tyrimai bei vizualus stebėjimas po emulsijų pagaminimo ir po 1 mėnesio laikymo natūraliomis sąlygomis ir 30o_{C temperatūroje [44]. Yra svarbu išsiaiškinti kaip pakito emulsijų}

fizikocheminiai rodikliai, kad būtų galima nustatyti emulsijų kokybę.

Daugeliu atveju emulsijų stabilumas vertinamas vizualiai – emulsijų išvaizdos ar jusliniais pokyčiais, nes viena ar abi fazės atsiskiria nuo emulsijos ar viena iš svarbiausių emulsijų savybių – klampumas pasikeičia [26]. Taigi emulsijų stabilumas vertinamas mikrostruktūros tyrimu – aliejaus lašelių dydžiu, pH, klampos ir išvaizdos pokyčiais.

Visi rodiklių matavimai buvo atlikti iš karto pagaminus ir po 1 mėnesio laikymo natūraliomis sąlygomis ir 30 o_{C temperatūroje.}

Mikrostruktūros tyrimas: matuojama matymo lauke aptiktų didžiausių ir mažiausių linų sėmenų aliejaus lašelių dydis (µm).

10 lentelė. Emulsinių sistemų mikroskopavimo lauke aptikti didžiausi ir mažiausi aliejaus lašeliai (µm)

Emulsijų Nr.

Emulsijų sudėtis Ką tik pagaminus Po mėnesio laikant natūr. sąl. Po mėnesio laikant 30 oC temp. 12. 30% al. 4,6 11,0 3,0 11,5 4,4 26,1 13. 50% al. 2,5 8,6 4,5 17,6 5,5 20,0 14. 60% al. 2,5 6,5 3,5 10,6 3,8 22,4 15. 30% al., 0,5% ch. 4,2 10,7 3,5 15,0 4,4 22,1 16. 50% al., 0,5% ch. 3,1 9,9 2,4 14,8 4,9 10,3 17. 60% al., 0,5% ch. 2,5 6,2 3,6 12,3 3,1 17,1 18. 30% al., 1% ch. 3,6 15,3 4,7 15,8 4,1 19,8 19. 50% al., 1% ch. 3,3 14,9 3,3 11,8 4,4 17,2 20. 60% al., 1% ch. 2,0 9,6 2,3 14,6 3,5 17,8 Paaiškinimai: „al“ – aliejinė fazė, „ch“ – chitozano terpė.

Nustatyta, kad didėjant linų sėmenų aliejaus koncentracijai, pagaminamos emulsijos su mažesniu aliejaus lašelių dydžiu. Po mėnesio atlikus mikrostruktūros tyrimą emulsijų, laikytų natūraliomis sąlygomis ir termostate, 30o_{C temperatūroje, matyti, kad aliejaus lašelių dydis}

chitozanu, tai rodo, kad vyksta aliejaus lašelių susiliejimas, kuris turi įtakos koalescencijos atsiradimui [42]. Taip pat nustatyti didžiausi aliejaus lašelių dydžiai emulsijų, laikytų 30oC temperatūroje, galima teigti kad didesnė temperatūra pagreitina aliejaus lašelių susiliejimą.

8 pav. Emulsinių sistemų klampos kitimas ką tik pagaminus ir po 1 mėnesio laikymo natūraliomis sąlygomis ir 30o_{C temperatūroje}

Visų emulsijų nustatytas klampos sumažėjimas po 1 mėnesio laikymo natūraliomis sąlygomis ir 30o_{C temperatūroje. Klampa visų emulsijų sumažėjo statistiškai reikšmingai}

(p<0,05), daugiau emulsijų, laikytų 30oC temperatūroje, nei natūraliomis sąlygomis. Mažiausi klampos svyravimai nustatyti emulsijų, pagamintų su vandeniu Nr. 13 ir Nr. 14, kur linų sėmenų aliejaus koncentracija yra 50% ir 60%, kuri suteikė didesnę klampą. Taip pat mažesni klampos svyravimai nustatyti emulsijų, pagamintų su 0,5% chitozanu Nr. 15, Nr. 16 ir Nr.17. Chitozanas vandeninėje terpėje stabilizavo vieną iš svarbiausių emulsijos parametrų – klampą. Norint nustatyti optimalią chitozano koncentraciją emulsijoms, reikia platesnių tyrimų.

Iš tyrimo duomenų matyti, kad laikant emulsijas, palaipsniui mažėja jų klampa, gali būti, kad prasidėjo emulsijų senėjimo procesas, kurio metu kinta emulsijų klampa ir tai turi neigiamą poveikį emulsijų stabilumui.

6,64 37,1 500 84,7 292 618 259 341 654 5,62 30,7 401 61,5 249 500 187 283 434 3,2 27,1 350 52,8 163 427 113 174 363 0 100 200 300 400 500 600 700 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Kl am p a (Pa∙s ). Emulsinių sistemų nr. tik pagaminus po 1 mėn. n.s. po 1 mėn. term.

9 pav. Emulsinių sistemų pH reikšmių kitimai ką tik pagaminus ir po 1 mėnesio laikymo natūraliomis sąlygomis ir 30o_{C temperatūroje}

Emulsijų Nr. 12, 13 ir 14 pagamintų su išgrynintu vandeniu po 1 mėnesio matyti ryškūs pH reikšmių pokyčiai. Emulsijų pH, ką tik pagaminus, statistiškai reikšmingai (p < 0,05) sumažėja lyginant su emulsijoms, laikytomis natūraliomis sąlygomis bei 30o

C temperatūroje. Emulsijų Nr. 15, 16, 17, 18, 19, 20 pH reikšmių pokyčiai yra statistiškai nereikšmingi (p > 0,05) po 1 mėnesio laikytų natūraliomis sąlygomis ir 30o_{C temperatūroje. Galima teigti, kad}

chitozanas stabilizavo emulsijų pH.

Taip pat emulsijų stabilumas buvo vertinamas vizualiai, stebimi pokyčiai: spalvos, išsisluoksniavimo ar suskystėjimo ir fazių atsiskyrimo [3]. Po mėnesio emulsijų stebėjimo, visos emulsijos spalvos nepakeitė, spalva išliko geltona. Nei vienos emulsijos neįvyko fazių atsiskyrimas. Tačiau dauguma emulsijų išsisluoksniavo, jau po 9 dienų, ypač Nr. 12, 13, 14, kurių vandeninė terpė – vanduo ir Nr. 15, 18, kurių vandeninė terpė buvo chitozano 0,5% ir 1% tirpalai, tačiau jų aliejaus koncentracija buvo 30%. Neišsisluoksniavo emulsijos Nr. 16, 17, 19 ir 20, šių emulsijų vandeninė terpė 0,5% ir 1% chitozano tirpalai, o aliejinė fazė – 50% ir 60% linų sėmenų aliejus.

Atlikus mikrostruktūros, klampos, pH tyrimus ir stebint vizualiai, nustatyta, kad stabiliausios emulsijos yra pagamintos su 0,5% ir 1% chitozano tirpalu ir 50% ir 60% linų sėmenų aliejumi, kurie lėtina išsisluoksniavimą, didina klampumą, pagaminamos emulsijos su mažesniu aliejaus lašelių dydžiu, o chitozanas suteikia emulsijoms didesnį rūgštingumą ir stabilizuoja pH. Tačiau emulsijos, pagamintos su 60% linų sėmenų aliejumi buvo labai klampios ir tai gali sukelti nepatogumų tepant ant odos [5, 38], o emulsijos pagamintos su 30% linų sėmenų aliejumi greitai išsisluoksniuoja, nustatyta, kad tinkamiausios emulsijos yra pagamintos

0 1 2 3 4 5 6 7 12 13 14 15 16 17 18 19 20 pH Emulsinių sistemų nr. tik pagaminus po 1 mėn n.s. po 1 mėn. term.