第七节 乳剂
     一、概述
     1.概念
     乳剂(emulsions)又称乳浊液,系指两种互不相溶的液体,其中一种液体以小液滴状态分散在另一种液体中所形成的非均相分散体系。
     形成液滴的液体——分散相、内相、非连续相
     另一液体——分散介质、外相、连续相
     2.乳剂基本组成:水相、油相,乳化剂
     3.乳剂的分类
     ①根据分散相的不同,普通乳可分为两类:
     水包油型,常简写为:油/水(O/W)
     油包水型,常简写为:水/油(W/O)
     表 水包油(O/W)或油包水型(W/O)型乳剂的区别

     ②根据粒子大小可分为:
     (1)普通乳:粒径较大,通常在1-100um范围。
     (2)亚微乳:粒径在0.1-1.0um范围,常作为胃肠外给药的载体。静脉注射脂肪乳应为亚微乳。
     (3)纳米乳:粒径为0.1um以下,外观上是透明液体。
     4.乳剂的特点
     ①乳剂中液滴的分散度很大,有利于药物的吸收和药效的发挥,生物利用度高;
     ②油性药物制成乳剂能保证剂量准确,而且服用方便,如鱼肝油;
     ③水包油型乳剂可掩盖药物的不良臭味,也可加入矫味剂;
     ④外用乳剂可改善药物对皮肤、粘膜的渗透性,减少刺激性;
     ⑤静脉注射乳剂注射后分布较快,药效高,有靶向性。
     二、乳化剂
     ——系指在乳剂制备中能使乳剂容易形成,并使乳剂稳定存在的物质。
     (一)乳化剂的基本要求
     ①具有较强的乳化能力,并能在乳滴周围形成牢固的乳化膜;
     ②有一定的生理适应能力,无毒,无刺激性,可以口服,外用或注射给药;
     ③受各种因素的影响小;
     ④稳定性好。
     (二)乳化剂的种类
     1.表面活性剂类
     这类乳化剂能显著地降低油水两相间的界面张力,定向排列在液滴周围形成单分子膜,通常使用混合乳化剂效果更好.
     (1)阴离子型乳化剂
     硬脂酸钠、硬脂酸钾、油酸钠、油酸钾、硬脂酸(W/O)、十二烷基硫酸钠等——外用乳剂的乳化剂
     (2)非离子型乳化剂
     脂肪酸山梨坦(即span类,司盘,W/O型)
     聚山梨酯(即tween类,吐温,O/W型)
     泊洛沙姆(Poloxamer,商品名称Pluronic O/W型)
     2.天然乳化剂
     这类乳化剂亲水性强,能形成O/W型乳剂,在液滴周围能形成稳定的多分子膜,增加了乳剂的粘度,提高乳剂的稳定性。使用这类乳化剂需加入防腐剂。
     (1)阿拉伯胶:常与西黄蓍胶、果胶、琼脂、海藻酸钠等合用。广泛应用于内服乳剂。
     (2)西黄蓍胶:乳化能力较差,很少单独使用。
     (3)明胶:O/W型乳化剂,很少单独使用。
     (4)杏树胶:乳化能力和粘度均超过阿拉伯胶,可作为阿拉伯胶的代用品。
     (5)卵黄:含有7%的卵磷脂,为O/W型乳化剂。
     3.固体微粒乳化剂
     这一类乳化剂为微细不溶性固体粉末,能被油水两相润湿到一定程度,可聚集在油-水界面形成固体微粒乳化膜。
     固体粉末乳化剂能形成何种类型的乳剂,决定于固体粉末与水相的接触角θ:
     θ<90°则形成O/W型乳剂。有氢氧化镁、氢氧化铝、二氧化硅、硅皂土等。
     θ>90°则形成W/O型乳剂。有氢氧化钙、氢氧化锌等。
     4.辅助乳化剂
     辅助乳化剂乳化能力一般很弱或无乳化能力,主要是与乳化剂合用增加乳剂的粘度,并能增强乳化膜的强度,防止乳滴合并,从而增加乳剂的稳定性。
     (1)增加水相粘度的辅助乳化剂:甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、羟丙基纤维素、海藻酸钠、琼脂、西黄蓍胶、阿拉伯胶、黄原胶、瓜耳胶、果胶、皂土等。
     (2)增加油相粘度的辅助乳化剂:鲸蜡醇、蜂蜡、单硬脂酸甘油酯、硬脂酸、硬脂醇等。
     (三)乳化剂选择
     1.根据乳剂的类型选择
     O/W型乳剂应选择O/W型乳化剂,
     W/O型乳剂应选择W/O型乳化剂。
     2.根据乳剂的给药途径选择
     口服乳剂——选用无毒的天然乳化剂或某些亲水性高分子乳化剂等。
     外用乳剂——选用无刺激性、长期使用无毒性的乳化剂。
     注射用乳剂——应选择磷脂、泊洛沙姆等乳化剂。
     3.根据乳化剂性能选择
     应选择乳化性能强、性质稳定、受外界因素(如酸碱、盐、pH值等)的影响小、无毒、无刺激性的乳化剂。
     4.混合乳化剂的选择
     乳化剂混合使用有很多优点:
     可调节乳化剂的HLB值使其有更好的适应性;
     增加乳化膜的牢固性;
     增加乳剂的粘度,提高乳剂的稳定性。
     三、乳剂的形成理论
     (一)降低表面张力
     为保持乳剂的分散状态和稳定性,必须降低界面自由能,一是乳剂粒子自身形成球形,以保持最小表面积;其次是最大限度地降低界面张力和表面自由能。
     (二)形成牢固的乳化膜
     乳化剂能被吸附于液滴的周围,在降低油、水两相表面张力和表面自由能同时,有规律地排列在液滴表面形成乳化剂膜,可阻止液滴合并。
     ①单分子乳化膜
     表面活性剂类乳化剂被吸附于乳滴表面,有规律地定向排列,形成单分子乳化剂膜,明显地降低了表面张力,并可防止液滴相遇时合并,增加了乳剂的稳定性。
     如乳化剂是离子型表面活性剂,则形成的单分子乳化膜是离子化的,由于同种电荷相互排斥而使乳剂更加稳定。
     非离子型表面活性剂作乳化剂所形成的单分子乳化膜,由于从溶液中吸附离子,也可以带电。
     ②多分子乳化膜
     高分子化合物作乳化剂可以在分散的油滴周围形成多分子乳化膜。
     当高分子被吸附在油滴表面时,并不能有效地降低表面张力,但能形成坚固的多分子乳化膜,能有效地阻碍油滴的合并。
     高分子化合物还可增加连续相的粘度,有利于提高乳剂的稳定性,如明胶、阿拉伯胶等。
     ③固体微粒乳化膜
     在乳化过程中固体粉末被吸附于乳滴表面,形成固体粉末乳化膜,阻止乳滴合并,增加乳剂的稳定性。如二氧化硅、硅藻土等。
     (三)乳化剂对乳剂的类型的影响
     基本的乳剂类型是O/W型和W/O型。决定乳剂类型的因素很多,最主要是乳化剂的性质和乳化剂的HLB值(亲水亲油平衡值),其次是形成乳化膜的牢固性、相容积比、温度、制备方法等。
     若亲水性大则被水相湿润,降低水的表面张力大,形成O/W型乳剂。若亲油性大则被油湿润,降低油的表面张力大,形成W/O型乳剂。所以乳化剂亲油、亲水性是决定乳剂类型的主要因素。乳化剂亲水性太大,极易溶于水,反而形成的乳剂不稳定。
     (四)相比对乳剂的影响
     油、水两相的容积比简称相比。
     制备乳剂时,分散相浓度一般在10%~50%之间,分散相的浓度超过50%时,乳滴之间的距离很近,乳滴易发生碰撞而合并或引起转相,反而使乳剂不稳定。
     制备乳剂时应考虑油、水两相的相比,以利于乳剂的形成和稳定。
     四、乳剂的稳定性
     (一)分层
     分层:又称乳析,是指乳剂在放置过程中出现分散相粒子上浮或下沉的现象。
     乳化剂的界面膜没有破坏,轻轻振摇即能恢复成乳剂原来状态,故分层是个可逆过程。
     主要原因是由于分散相与分散介质之间存在着密度差。
     减慢分层速度常用的方法是:减小乳滴的粒径,增加分散介质的粘度,降低分散相与分散介质间的密度差。
     (二)絮凝
     乳剂中分散的乳滴发生可逆的聚集现象,称为乳剂的絮凝。
     它是乳剂合并的前奏,表明乳剂稳定性降低。但由于乳滴荷电以及乳化膜的存在,阻止了絮凝时乳滴的合并,保持了液滴的完整性。
     乳剂中的电解质和离子型乳化剂的存在是产生絮凝的主要原因,同时絮凝与乳剂的粘度、相容积比以及流变性有密切关系。
     (三)转相
     转相(phase inversion)系指乳剂类型的改变,如由O/W型转成W/O型或者相反的变化。
     转相通常是由于向乳剂中加入另一种物质,使乳化剂性质改变而引起的;向乳剂中加入相反类型的乳化剂也可使乳剂转相。例如,如油酸钠为乳化剂制备的O/W型乳剂中,加入大量氯化钙后,乳剂可转成W/O型,转型原因是生成的油酸钙为W/O型乳化剂。
     (四)合并与破裂
     乳剂的合并是指乳滴周围的乳化膜破坏,分散相液滴合并成大液滴。
     合并进一步发展使乳剂分为油水两相称为乳剂的破裂。
     (五)酸败
     乳剂受外界因素(光、热、空气等)及微生物等的作用,使乳剂中的油、乳化剂等发生变质的现象称为酸败。
     通常需加抗氧剂和防腐剂以防止或延缓酸败。
     五、乳剂的制备
     1.手工法
     (1)干胶法
     油中乳化剂法:即水相加至含乳化剂的油相中,本法需先制备初乳,即将乳化剂与油混匀,按一定比例加水乳化成初乳,再逐渐加水稀释至全量。
     初乳中油、水、乳化剂有一定比例,植物油的比例为4:2:1;挥发油的比例为2:2:1,液体石蜡的比例为3:2:1。
     本法适用于阿拉伯胶或阿位伯胶与西黄蓍胶的混合胶作为乳化剂制备乳剂。
     (2)湿胶法
     水中乳化剂法:即油相加至含乳化剂的水相中。
     先将乳化剂分散于初乳比例的水相中,分次加入油相制成初乳,再加入水逐渐稀释至全量。
     本法也需制备初乳,初乳中油水胶的比例同干胶法。
     (3)新生皂法
     将油水两相混合时,两相界面上生成的新生皂类产生乳化的方法。植物油中含有硬脂酸、油酸等有机酸,加入氢氧化钠、氢氧化钙、三乙醇胺等,在高温下(70℃以上)生成的新生皂为乳化剂,经搅拌即形成乳剂。本法适用于乳膏剂的制备。
     (4)两相交替加入法
     向乳化剂中每次少量交替地加入水或油,边加边搅拌,即可形成乳剂。
     天然胶类、固体微粒乳化剂等可用本法制备乳剂。
     2.机械法
     机械法制备乳剂可不考虑混合顺序,将油相、水相、乳化剂直接混合后利用乳化机械提供的强大能量制成乳剂。
     3.纳米乳的制备
     纳米乳除含有油相、水相和乳化剂外,还含有辅助成分。
     纳米乳的乳化剂,主要是表面活性剂,其HLB值应在15~18的范围内。
     乳化剂和辅助成分应占乳剂的12%~25%。
     纳米乳是澄明乳剂。
     4.复合乳剂的制备
     采用二步乳化法制备,第一步先将水、油、乳化剂制成一级乳,再以一级乳为分散相与含有乳化剂的水或油再乳化制成二级乳。
     如制备O/W/O型复合乳剂,先选择亲水性乳化剂制成O/W型一级乳剂,再选择亲油性乳化剂分散于油相中,在搅拌下将一级乳加于油相中,充分分散即得O/W/O型乳剂。
     (二)乳剂的制备设备
     ①搅拌乳化装置
     ③高压乳匀机
     ④胶体磨
     ⑤超声波乳化器
     (三)乳剂中药物加入方法
     若药物可溶解于油相,可先将药物溶于油相再制成乳剂;
     若药物可溶于水相,可先将药物溶于水相后再制成乳剂;
     若药物既不溶于油相也不溶于水相,可用亲和性大的液相研磨药物,再将其制成乳剂;也可先用少量已制成的乳剂研磨药物,再与其余乳剂混合均匀。
     六、乳剂的质量评定
     (一)乳剂的粒径大小的测定
     乳滴粒径大小及其分布是乳剂的最重要特性之一。
     不同用途的乳剂对粒径大小要求不同,如静脉注射乳剂要求乳滴直径小于0.5μm,乳滴大小均匀。
     (二)分层现象的观察
     乳剂分层现象的快慢是衡量乳剂稳定性的重要指标。
     为了在短时间内观察乳剂的分层,可用离心法加速其分层,以4000r/min离心15分钟,如不分层可认为乳剂质量稳定。
     (三)乳滴合并速度测定
     乳滴合并速度符合一级动力学过程。
     (四)稳定常数的测定
     离心分光光度法可用于评价乳剂的物理稳定性,将乳剂离心前后光密度变化百分率称为稳定常数,用表示,表达式为:

        
     式中,----原乳剂的稀释液在某一波长的吸光度;A----原乳剂经离心后离心管下层液体经同倍稀释后在同一波长的吸收度。
     在同样条件下,愈小,乳剂愈稳定。