UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADORFACULTAD DE CIENCIAS QUI MICAS LABORATORIO DE TECNOLOGI A FARMACE UTICA Prá cticá 9 1. Tema: Geles medicados Marcos Chasi, Karla Dumancela, Jonathan Hurtado Julio 11 del 2016, Noveno Semestre, Química Farmacéutica 2. Resumen: En el presente trabajo se determinó como influye el gelificante en las características organolépticas de dos geles que contiene ibuprofeno como principio activo. Los gelificantes usados fueron carbopol y carboximetil celulosa sódica. Para evaluar las características organolépticas se realizó una encuesta de aceptación a dos hombres y tres mujeres en donde se evaluó aroma, transparencia, textura, extensibilidad y homogeneidad. Por medio de la t de student se determinó que entre el gel A y B no existen diferencias significativas para cada parámetro evaluado, ya que el valor de t calculado es inferior al valor de t tabulado. Palabras clave: Carbopol, carboximetil celulosa sódica, aroma, transparencia, textura, extensibilidad, homogeneidad, t de student. 3. Introducción El propósito principal de este trabajo fue: determinar la influencia del gelificante en las características organolépticas de dos geles de ibuprofeno, para lo cual se realizó una encuesta de aceptación. Los geles son sistemas dispersos, por lo general transparentes o traslúcidos, formados por líquidos (hidrófilos o hidrófobos) a los que se adicionan sustancias de naturaleza coloidal capaces de formar una estructura continua, cuya naturaleza y características definen las propiedades reológicas del conjunto. Otro modo de definir los geles es a partir de su método de obtención; en este sentido, éstos se obtienen a partir de soluciones coloidales que, por diferentes modificaciones en su entorno, adquieren una estructura ordenada tridimensional que fija las partículas de soluto alrededor de las de coloide. Tipos de Geles En función de su consistencia y propiedades reológicas, algunos de ellos pueden acondicionarse en aplicadores (barras) o bien en tarros y tubos. Algunos autores consideran también dentro de esta forma de aplicación a preparaciones líquidas viscosizadas de diferente naturaleza (serums, roll-on) Página 1 Los oleogeles o lipogeles son aceites gelificados mediante la incorporación de aditivos reológicos lipófilos. Se caracterizan por tener una mejor termoestabilidad y extensibilidad que los respectivos lípidos constituyentes, en cuyo seno se ha dispersado finamente el gelificante lipofílico, por lo general, derivados de sílice pirogénica de bentonita lipofílica, que a proporciones del 2-5%, transforman un aceite en una masa pastosa y transparente. No presentan un especial interés a nivel cosmético, aunque pueden representar una posible opción para la formulación de sticks Agente gelificante Suelen ser sustancias poliméricas orgánicas capaces de formar estructuras tridimensionales en medio líquido. En la mayoría de los casos dicha estructuración comporta la solvatación por parte de una serie de moléculas del solvente. A nivel de formulación, los agentes gelificantes pueden dividirse en dos subtipos: Polímeros pH dependientes: la formación del gel y consecución de las propiedades reológicas características del mismo dependen del pH del medio externo. Polímeros no pH dependientes: la gelificación se produce con independencia del pH del medio externo (o cuanto menos en un muy amplio intervalo de pH). (Aula de la Farmacia) 4. Desarrollo experimental 4.1 Materiales, equipos y reactivos Materiales Vasos de precipitación de 100 y 250 ml Espátula Jeringuillas Placas de vidrio Equipos Balanza analítica Reactivos Detallados en la tabla 1 y 2 4.2. Procedimiento Preparación del gel de Ibuprofeno con Carbopol Prepare 50 g de producto con la formulación de la tabla 1 y siguiendo el proceso de manufactura como se indica en el anexo 3. Preparación del gel de Ibuprofeno con Carboximetil celulosa sódica Página 2 Prepare 50 g de producto con la formulación de la tabla 2 y siguiendo el proceso de manufactura como se indica en el anexo 2. Determinación del pH Se Prepara 50 ml de una dispersión al 10% en agua. Asegúrese que no quedan grumos. Determine el pH del producto y de la dispersión. Determinación de la Extensibilidad Con una jeringuilla coloque 1 ml del gel en el centro de la cruz grabada en la placa de vidrio. Se debe formar un círculo sin espacios vacíos. Coloque lentamente y desde unos pocos milímetros de altura la placa superior. Mida los dos diámetros de la circunferencia generada y con el promedio calcule el área. Encuesta de aceptación Asegúrese de que no es alérgico al Ibuprofeno a otro AINE, registre la respuesta en el formato Agradezca al participante su predisposición a ayudarle en la encuesta Infórmele que sus respuestas son muy apreciadas y necesarias para completar el trabajo Explíquele la escala de calificación Explíquele que significa cada parámetro a calificar Pida que escoja el producto que quiere probar en primer lugar: rotulados como A o B Coloque una pequeña cantidad del producto seleccionado en el dedo índice del encuestado Pida que se aplique con movimientos circulares en la parte interna del antebrazo Tome nota de sus calificaciones, observaciones y comentarios Coloque una pequeña cantidad del segundo producto en el dedo índice del encuestado Pida que se aplique con movimientos circulares en la parte interna del antebrazo Tome nota de sus calificaciones, observaciones y comentarios Verifique que se lave adecuadamente la zona de aplicación. Pídale su firma como constancia de su participación Agradezca nuevamente su participación 5. Cálculos y resultados a) Formulaciones de gel analizadas Materia prima Contenido por tubo Fórmula de Cantidad Fórmula porcentual Página 3 manufactura real g g g % Ibuprofeno 0,6 1 1,0861 2,162 Carbopol 0,3 0,5 0,5873 1,169 TEA 0,3 0,5 0,5249 1,045 Benzoato de sodio 0,06 0,1 0,1223 0,243 Aroma 0,03 0,05 0,0567 0,113 Etanol 2,4 4 4,855 9,665 Agua destilada 26,31 43,85 43 85,602 TOTAL 30 50 50,2323 100 Tabla 1. Formulación del gel de ibuprofeno utilizando carbopol en su composición Fórmula de Cantidad Materia prima Contenido por tubo manufactura real Fórmula porcentual g g g % Ibuprofeno 0,6 1 1,0861 2,162 CMC sódica 1,2 2 2,0079 3,997 Propilenglicol 2,1 3,5 3,5678 7,103 Etanol 2,4 4 4 7,963 Metil parabeno 0,054 0,09 0,0967 0,193 Propilparabeno 0,006 0,01 0,0126 0,025 Aroma 0,03 0,05 0,0598 0,119 Agua destilada 23,61 39,35 40 79,630 TOTAL 30 50 50,8309 100 Tabla 2. Formulación del gel de ibuprofeno utilizando CMC sódica en su composición b) Control del producto obtenido Diámetro Extensibilidad Gel pH (gel) pH (gel+agua) promedio (cm) (cm2) Carbopol 5,983 5,859 4,70 17,35 CMC 6,027 5,499 4,65 16,98 Tabla 3. Pruebas de pH y extensibilidad realizadas para los geles de carbopol y CMC c) Aceptación del producto A B Parámetros Promedio A Promedio B P1 P2 P3 P1 P2 P3 Aroma 4 3 4 4 4 2 3 3 Página 4 Transparencia 2 1 3 2 3 2 2 2 Textura 3 4 2 3 2 1 1 1 Extensibilidad 3 4 2 3 3 1 1 2 Homogeneidad 4 3 2 3 3 1 1 2 Tabla 4. Datos promedio de la encuesta realizada a tres participantes mujeres Descripción: P (participante); A (gel de CMC sódica); B (gel de carbopol) A Promedio B Promedio Parámetros P1 P2 A P1 P2 B Aroma 3 2 3 3 3 3 Transparencia 2 2 2 2 3 3 Textura 2 1 2 3 2 3 Extensibilidad 3 3 3 3 3 3 Homogeneidad 2 2 2 3 2 3 Tabla 5. Datos promedio de la encuesta realizada a dos participantes hombres Descripción: P (participante); A(gel de CMC sódica); B (gel de carbopol) A Promedio B Promedio Parámetros P1 P2 P3 P4 P5 A P1 P2 P3 P4 P5 B Aroma 4 3 4 3 2 3 4 2 3 3 3 3 Transparencia 2 1 3 2 2 2 3 2 2 2 3 2 Textura 3 4 2 2 1 2 2 1 1 3 2 2 Extensibilidad 3 4 2 3 3 3 3 1 1 3 3 2 Homogeneidad 4 3 2 2 2 3 3 1 1 3 2 2 Tabla 6. Datos promedio de la encuesta del grupo seleccionado Descripción: P (participante); A (gel de CMC sódica); B (gel de carbopol) d) Prueba t de student para analizar diferencias significativas Textura Aroma Transparencia Extensibilidad Homogeneidad Participante A B A B A B A B A B P1 3 2 4 4 2 3 3 3 4 3 P2 4 1 3 2 1 2 4 1 3 1 P3 2 1 4 3 3 2 2 1 2 1 P4 2 3 3 3 2 2 3 3 2 3 P5 1 2 2 3 2 3 3 3 2 2 Promedio 2,4 1,8 3,2 3 2 2,4 3 2,2 2,6 2 Varianza 1,0198 0,7483 0,7483 0,6325 0,6325 0,4899 0,6325 0,9798 0,8000 0,8944 Varianza cuadrado 1,04 0,56 0,56 0,4 0,4 0,24 0,4 0,96 0,64 0,8 Tabla 7. Datos de varianza y promedio para el análisis estadístico de significancia Página 5 t student Parámetro t tabulada calculada Textura 0,240 2,306 Aroma 0,133 2,306 Transparencia 0,400 2,306 Extensibilidad 0,376 2,306 Homogeneidad 0,267 2,306 Tabla 8. Valores de t de student calculados Descripción: Todos los valores de t de student calculados son menores que el t tabulado, por lo todos los parámetros comparados entre la formulación A y B no muestran diferencias significativas Cálculos Extensibilidad: 𝑑 2 Á𝑟𝑒𝑎 = 𝜋 ( ) 2 4,70𝑐𝑚 2 Á𝑟𝑒𝑎 = 3.1416 × ( ) 2 Á𝑟𝑒𝑎 = 𝟏𝟕, 𝟑𝟓 𝒄𝒎𝟐 6. Observaciones Al preparar el gel de ibuprofeno que tiene dentro de su composición, se pudo apreciar que tras adicionar los componentes, tomó aproximadamente cerca de 40 min en homogenizar el sistema, ya que inicialmente se tenían grumos, los cuales mediante agitación vigorosa y constante desaparecieron en gran medida. Durante la preparación del gel, pudo notarse que al adicionar el p.a. en el sistema, la mezcla se tornaba de aspecto blanquecino el cual conforme se incorporaba disminuía su color y daba lugar a un sistema opaco como tal. Al comparar las dos formulaciones, se obtuvo que el gel de CMC sódica es menos opaco que el gel de carbopol. El sistema que contiene CMC tiene una apariencia grumosa, se observan grumos que no son compactos. Luego de transcurridos tres días, se abrió el tubo colapsible donde se guardó el gel elaborado, se observó que el gel de CMC sódica tiene grumos de gran tamaño Tras realizar la correspondiente encuesta al grupo de cinco personas, tres mujeres y dos hombres, según el procedimiento descrito, se obtuvo que el producto más aceptable es el gel de ibuprofeno preparado utilizando CMC sódica, por lo que se presume que el polímero utilizado influye sobre las características organolépticas aunque no de forma tan marcada o significativa (Tabla 5), lo cual se afirma en función de la prueba t de student aplicada. Página 6 7. Discusiones Se realizan diferentes procesos de manufactura dependiendo del polímero gelificante, el carbopol al ser un material bioadhesivo que controla la liberación se lo dispersa en agua purificada y la carboximetilcelulosa sódica en propilenglicol ya que este es un agente absorbente de agua. Según el proceso y el costo de elaboración la más adecuada es la que contiene carbopol ya que contiene mayor cantidad de agua y polímero lo que minimizaría costos, igual el conservante esta en menor porcentaje. Con los datos de la tabla 6 vemos la influencia del polímero en las características organolépticas, es notorio que la formulación que contiene CMC sódica tiene mayor aceptabilidad por las personas según los parámetros analizaos en la misma; es necesario recalcar que en la tabla 4 donde se realizó las pruebas a mujeres tiene mayor aceptabilidad la CMC sódica pero en la tabla 5 que es la encuentra a las hombres tiene una mayor aceptabilidad la que contiene carbopol, seguramente se da este fenómeno debido a que las mujeres tienen una mayor sensibilidad tanto para determinar textura, extensibilidad como homogeneidad. Como se observa en las tablas 4, 5 y 6 referentes a las encuestas realizadas los puntajes tanto de la formulación A como B son bajos siendo el valor más alto 3 que indica que no se logró una formulación adecuada, para la formulación A que contiene CMC sódica se debería disolver completamente los parabenos en el propilenglicol y una dispersión completa de este polímero y adicionar de poco en poco la solución de ibuprofeno en etanol; para la formulación B se recomendaría dispersar el carbopol en agua con anterioridad para que este se pueda dispersar completamente y no formar los grumos que eran claramente apreciables y de igual manera adicionar de poco en poco la solución de ibuprofeno en etanol. Con los datos obtenidos en la encuesta se realizó un cálculo de t de student para determinar si existen diferencias significativas entre el conjunto de datos de la formulación A y la fomulación B. Se utiliza esta prueba paramétrica ya que para el caso de la presente práctica se analizan individualmente cada parámetro mencionado en la encuesta (textura, aroma, homogeneidad, extensibilidad y transparencia) en función de cada formulación para así comparar si son significativas las diferencias entre las formulaciones A y B. Tras realizar el correspondiente cálculo de la t de student, y compararla con la t tabulada con un nivel de confianza del 95%, se determinó que entre el grupo A y B no existen diferencias significativas para cada parámetro evaluado, ya que el valor de t calculado es inferior al valor de t tabulado, tal como se señala en la tabla 8. Si bien es cierto, el análisis sensorial es una herramienta muy útil es importante recordar que pueden existir ciertas limitantes dado que las preferencias de los consumidores varían ampliamente según las perspectivas culturales o demográficas, de un consumidor a otro, dentro de un grupo cultural o demográfico o incluso en el mismo consumidor dependiendo de muchos factores como el humor o el uso que le intenta dar al producto. Una recomendación para futuras aplicaciones de la encuesta de aceptación, podría darse, en función del número de personas a las que se les aplica el test, puesto que así los resultados obtenidos serían más certeros, ya que el grupo al cual se tomó en Página 7 cuenta era de 5 personas. Surco J. y Alvarado J. establecen que el tamaño del panel debe ser de mínimo 10 personas para obtener resultados significativos. Una visión un tanto más profunda en función de lo que corresponde al tratamiento de pruebas sensoriales se describe en los anexos La extensibilidad medida en el laboratorio va a tener relación con la reportada por el encuestador aunque en este se realice sobre la piel pero utiliza la misma fuerza para realizar la extensión de las dos formulaciones, el mismo fundamento que en el laboratorio que se utiliza placas de vidrio donde se controla parámetros como la altura y la misma superficie para las 2 formulaciones. En la tabla 3 nos indica el pH y podemos ver la influencia del conservante utilizado en la formulación que contiene carbopol se utilizó como conservante benzoato de sodio dando un pH 5,859, en la formulación que contenia CMC sódica se utiliza metil y propilparabeno dando un pH 5,499, como se sabe el valor de pH óptimo para la piel esta entre 4,7 y 5,75 donde se forma el manto ácido el cual es clave para la creación de la barrera protectora de ésta, neutraliza los agentes agresivos de base alcalina (como los humectantes fuertes), inhibe el crecimiento de las bacterias, restaura y mantiene el entorno ácido óptimo para que pueda prosperar la flora natural de la piel. Por lo cual se debería ajustar un poco el pH de ambos geles ya que se encuentran fuera de especificación. Como se puede ver en la tabla 3 donde se reporta los datos del pH se ve una diferencia entre el gel solo y con agua, el gel al estar solo no permite una adecuada determinación ya que existen espacios formados por el aire que no permite el adecuado movimiento de los iones caso contrario se da en el agua que será una medición más exacta. 8. Conclusiones Se realizó la formulación, elaboración y controles organolépticos del producto terminado para las dos formulaciones que diferían del polímero CMC sódica y carbopol, se encuestó a 5 personas dentro de los cuales 3 eran mujeres y 2 hombres donde la formulación que contenía CMC sódica tiene mayor aceptabilidad. Tras realizar el análisis estadístico de los datos reportados en la encuesta de aceptación mediante el cálculo de la t de student, se pudo verificar que no existen diferencias significativas entre la formulación A y B. Es de gran importancia la determinación del pH de un gel en una solución acuosa al 10% para obtener mediciones adecuadas es así que para la formulación que tiene carbopol se obtuvo un pH de 5,859 y la de CMC sódica 5,499 los cuales se encuentran un poco fuera de rango y tocaría ajustar su pH. Se determinó la extensibilidad de los 2 geles formulados el uno con carbopol y el otro con CMC sódica obteniendo un resultado de 17,35 y 16,98 cm2, los cuales se parecen mucho entre si y demuestra que los 2 polímeros le dan una extensibilidad similar al producto terminado. 9. Referencias bibliográficas Página 8 Surco J. y Alvarado J. (25/11/2011) “ESTUDIO ESTADÍSTICO DE PRUEBAS SENSORIALES DE HARINAS COMPUESTAS PARA PANIFICACIÓN” Revista Boliviana de Química. Volumen 28 Nº2. Año 2011. Versión digital disponible en: http://www.scielo.org.bo/pdf/rbq/v28n2/v28n2a12.pdf Aulton, M. (2003). La ciencia del diseño de las Formas Farmacéuticas. Madrid: Elsevir. Aula de la Farmacia. (s.f.). Recuperado el 10 de Julio de 2016, de http://www.auladelafarmacia.com/resources/files/2011/8/22/1313999897544_revAulFarm_ migr_AULA_delafarmacia_N36_-_Medicamentos_y_Servicios_Profesionales_2.pdf 10. Anexos Anexo 1. Sugerencias y aspectos a considerar durante el diseño del panel evaluador Para evaluar la calidad se utilizan 1) escalas objetivas basadas en instrumentos de medición y 2) métodos subjetivos basados en el juicio humano (análisis sensorial). Al estar garantizadas la seguridad e higiene de un alimento, lo satisfactorio de sus propiedades organolépticas pasa a ser el criterio más importante que determina la elección y, más aún, la fidelidad de un consumidor hacia un producto. La calidad como aceptabilidad por parte del consumidor de un determinado producto está integrada por distintos aspectos recogidos por los sentidos: vista (color y defectos), olfato (aroma y sabor), tacto (manual y bucal), oído (tacto y durante la masticación) y gusto (sabor). Todos los aspectos de la calidad, tanto externos como internos, son contemplados y valorados por el consumidor a la hora de decidir sobre la adquisición de un producto para consumo en fresco. Para realizar el tratamiento y el correspondiente análisis estadístico de aceptación de un producto en función de ciertos parámetros es necesario establecer puntos determinados a analizar. En el caso de la presente práctica, se utilizó t de student para analizar los datos obtenidos, ya que se cuenta con un grupo dos grupos para comparar, en este caso y pocos participantes, sin embargo, existen otros métodos para analizar los datos, uno de ellos es el análisis de varianza. En estadística, el análisis de varianza (ANOVA) es una colección de los modelos estadísticos, y sus procedimientos asociados, en que la fluctuación observada en una variable particular es partición en componentes atribuibles a los orígenes diferentes de la variación. El método ANOVA de formulación proporciona una prueba estadística de, si los medios de varios grupos están todos iguales, y por lo tanto generalizan la prueba para que se agrupen más de dos. Estos son útiles porque, poseen una ventaja sobre una prueba de dos muestras. Hacer las pruebas múltiples de dos muestras resultaría una oportunidad, de comprometer un tipo y/o error. Por esta razón, ANOVA es útil al comparar dos, tres o más medios. Se conocen tres clases de los modelos de ANOVA: Página 9 1. Los modelos de efectos fijos suponen que los datos vinieron de las poblaciones normales que pueden diferir sólo en sus medios. (Modelo 1) 2. Los modelos de efectos al azar suponen que los datos describen una jerarquía de poblaciones diferentes cuyas diferencias son limitadas por la jerarquía. (Modelo 2) 3. Los modelos de efecto mezclado describen las situaciones donde ambos fije y efectos al azar están presentes. (Modelo 3) Anexo 2. Diagrama de flujo para la elaboración de un gel de ibuprofeno utilizando CMC sódica PROPILENGLICOL METIL PARABENO DISOLVER t: 5 minutos RECIPIENTE 1 PROPIL PARABENO V: Agit.Manual CARBOXIMETIL CELULOSA t: Hasta dispersion DISPERSAR RECIPIENTE 1 SODICA total AGUA PURIFICADA DISPERSAR t: Hasta dispersion RECIPIENTE 1 total IBUPROFENO RECIPIENTE 2 DISOLVER t: 5 minutos ETANOL V: Agit.Manual DISPERSAR t : 10 minutos RECIPIENTE 1 V: Agit.Manual AROMA DISPERSAR t: 5 minutos V: Agit.Manual RECIPIENTE 1 CONTROL EN pH 10% PROCESO EXTENSIBILIDAD TUBO COLAPSIBLE ENVASAR ALUMINIO A o B ( UD. SELECCIONE) Reagistrar en un cuaderno de notas, a cual producto ETIQUETAR corresponde. Página 10 Anexo 3. Diagrama de flujo para la elaboración de un gel de ibuprofeno utilizando carbopol AGUA PURIFICADA t: Hasta dispersion DISPERSAR RECIPIENTE 1 CARBOPOL total SODIO BENZOATO DISPERSAR t: 5 minutos V: Agit.Manual RECIPIENTE 1 t: 5 minutos TRIETANOL AMINA DISPERSAR RECIPIENTE 1 V: Agit.Manual IBUPROFENO RECIPIENTE 2 DISOLVER t: 5 minutos ETANOL V: Agit.Manual DISPERSAR t : 10 minutos RECIPIENTE 1 V: Agit.Manual AROMA DISPERSAR t: 5 minutos V: Agit.Manual RECIPIENTE 1 CONTROL EN pH 10% PROCESO EXTENSIBILIDAD TUBO COLAPSIBLE ENVASAR ALUMINIO A o B ( UD. SELECCIONE) Reagistrar en un cuaderno de ETIQUETAR notas, a cual producto corresponde. Página 11