Una suspensión floculada contiene partículas que forman agregados laxos y sedimentan con rapidez, pero que pueden redispersarse fácilmente mediante una agitación sencilla. En una suspensión defloculada, las partículas permanecen más separadas, sedimentan más lentamente, pero tienden a compactarse en el fondo y pueden formar un depósito duro difícil de redispersar.
La elección entre un sistema floculado y uno defloculado depende del uso previsto. En formulación farmacéutica oral suele preferirse una suspensión floculada, porque, aunque sedimenta con mayor rapidez, el sedimento se resuspende fácilmente y permite recuperar una distribución uniforme del principio activo antes de cada toma.
Qué es una suspensión
Una suspensión farmacéutica es una preparación líquida en la que partículas sólidas insolubles se dispersan, sin disolverse, en un medio líquido. Es una de las tres formas galénicas líquidas básicas, junto a la solución y la emulsión, y se emplea cuando el principio activo no puede administrarse disuelto.
La palabra procede del latín suspensio, -onis, «acción de colgar o sostener», derivado del verbo suspendere (sub, «debajo», y pendere, «colgar, pesar»). La imagen original es física: algo queda sostenido, sin caer del todo.
Aplicada a una mezcla, describe con bastante fidelidad lo que ocurre: las partículas sólidas quedan sostenidas en el líquido, sin llegar a disolverse, aunque tienden a sedimentar si se dejan reposar. En medicina y farmacia, una suspensión es un sistema disperso heterogéneo: dos fases físicamente distinguibles, una fase dispersa sólida y una fase continua líquida.
Se diferencia de la solución, donde el soluto se disuelve por completo a escala molecular, y de la emulsión, donde ambas fases son líquidas. Por tamaño de partícula, la suspensión ocupa el extremo grueso del espectro de dispersiones: sus partículas superan la micra, frente al nanómetro o menos de una solución verdadera y la franja intermedia del coloide, cuya clasificación completa se desarrolla en esa entrada.
Por qué sedimentan las suspensiones
La estabilidad de las suspensiones consiste en mantener las partículas sólidas separadas, sin agregarse y distribuidas de forma homogénea en el solvente. Sin embargo, en cualquier suspensión, las partículas sólidas tienden a sedimentarse tras estar cierto tiempo en reposo.
Toda suspensión es termodinámicamente inestable: sus partículas, al ser más densas que el líquido que las rodea, tienden a sedimentar por gravedad. La sedimentación comienza cuando se supera el “límite de fluencia” y las partículas comienzan a desplazarse hacia la parte inferior del recipiente a una velocidad denominada “velocidad de sedimentación” que depende de la viscosidad de la suspensión, de las densidades de la partícula sólida y del solvente, y del tamaño de la partícula.
La velocidad de ese proceso la describe la ley de Stokes, que relaciona la velocidad de sedimentación con el cuadrado del radio de la partícula, la diferencia de densidad entre sólido y líquido, y de forma inversa con la viscosidad del medio. De ahí se deducen las tres vías para retrasar la sedimentación: reducir el tamaño de partícula, aproximar la densidad del vehículo a la del sólido, o aumentar la viscosidad con un agente suspensor (gomas, celulosas, arcillas).
Otro factor crítico en la estabilidad de una suspensión es la carga eléctrica de las partículas, ya que si se atraen entre ellas pueden formar aglomeraciones de partículas que aceleran la sedimentación. La presencia de electrolitos en la suspensión puede alterar la carga superficial de dichas partículas y convertir la atracción en repulsión.
Tendremos mayor estabilidad cuanto mayor sea el límite de fluencia de las partículas y cuanto menor sea la velocidad de sedimentación. La viscosidad de la suspensión es variable y depende del grado de formación de los flóculos.
Qué es una suspensión floculada
En una suspensión floculada, las partículas forman agregados laxos que sedimentan con rapidez pero se resuspenden con una simple agitación. Estos agregados reciben el nombre de flóculos.
Las suspensiones de materiales cerámicos (barbotinas, coladas, esmaltes, engobes y tintas) son suspensiones de partículas atractivas entre sí por lo que tienen tendencia a aglomerarse formando estructuras más o menos rígidas que se denominan flóculos.
Los flóculos constituyen estructuras relativamente abiertas y poco compactas. Por ello, aunque el conjunto puede desplazarse hacia el fondo con rapidez, el sedimento conserva una estructura que facilita la penetración del líquido y la posterior redispersión de las partículas.
Lo más habitual es que esas aglomeraciones se destruyan agitando la suspensión pero transcurrido un tiempo las partículas volverán a atraerse entre sí. La formulación farmacéutica busca casi siempre el primer comportamiento, razón por la que el prospecto de tantos jarabes y suspensiones orales insiste en agitar el envase antes de cada toma: solo así se garantiza que cada dosis contenga la proporción de principio activo prevista.
Ventajas de la floculación
- Las partículas forman agregados laxos.
- La sedimentación puede ser relativamente rápida.
- El sedimento suele ser voluminoso y poco compacto.
- La redispersión se consigue con una agitación sencilla.
- Se reduce el riesgo de formar un depósito duro y persistente.
- Resulta especialmente adecuada cuando la suspensión debe dosificarse después de permanecer en reposo.
Qué es una suspensión defloculada
En una suspensión defloculada, las partículas permanecen más individualizadas debido a una mayor repulsión entre sus superficies. Como consecuencia, sedimentan más despacio, pero pueden organizarse progresivamente en un depósito compacto.
En una desfloculada, sedimentan más despacio pero tienden a compactarse en un depósito duro, difícil de redispersar. La disminución de la velocidad de sedimentación no significa necesariamente que el sistema sea más adecuado para su uso, porque el sedimento puede volverse prácticamente irreversible.
Una suspensión defloculada puede presentar inicialmente un aspecto uniforme durante más tiempo. Sin embargo, si las partículas terminan acumulándose en el fondo, las capas inferiores pueden quedar sometidas al peso de las capas superiores y formar una masa compacta.
Por este motivo, la estabilidad visual o la sedimentación lenta no bastan para valorar una suspensión. También es necesario comprobar si el sedimento puede redispersarse y si la composición permanece homogénea después de la agitación.
Características de la defloculación
- Las partículas permanecen más separadas.
- La sedimentación inicial es más lenta.
- El depósito puede presentar una estructura compacta.
- La redispersión puede resultar difícil.
- Existe riesgo de formación de un sedimento duro.
- El sistema puede ser menos conveniente cuando se requiere una dosificación uniforme tras el almacenamiento.
Diferencias entre suspensiones floculadas y defloculadas
| Característica | Suspensión floculada | Suspensión defloculada |
|---|---|---|
| Estado de las partículas | Forman agregados laxos o flóculos | Permanece más separadas |
| Velocidad de sedimentación | Más rápida | Más lenta |
| Estructura del sedimento | Poco compacta | Compacta |
| Redispersión | Fácil mediante agitación | Difícil si se forma un depósito duro |
| Riesgo principal | Sedimentación rápida | Compactación del sedimento |
| Uso farmacéutico oral | Suele ser el sistema más adecuado | Puede dificultar la uniformidad de la dosis |
Relación entre carga eléctrica, pH y floculación
La formación de sistemas floculados o defloculados se encuentra muy condicionada por el valor de la carga eléctrica superficial de las partículas en suspensión. Si las partículas presentan cargas del mismo signo suficientemente intensas, aumenta la repulsión entre ellas y pueden permanecer más separadas.
La presencia de electrolitos en la suspensión puede alterar la carga superficial de dichas partículas y convertir la atracción en repulsión. Por este motivo, el tipo de electrolito y su concentración pueden modificar el grado de floculación y el perfil de sedimentación.
El pH también puede modificar las propiedades eléctricas superficiales de las partículas. El cambio de la carga superficial altera el equilibrio entre las fuerzas de atracción y repulsión, y puede favorecer la formación de flóculos o la permanencia de partículas defloculadas.
Diversos estudios han descrito cómo el control de la composición del medio de dispersión permite definir las propiedades eléctricas superficiales de las suspensiones farmacéuticas, con la consiguiente importancia que esto puede tener en la obtención de sistemas floculados o defloculados según la vía de administración objetivo.
Ejemplo farmacéutico: suspensiones de Praziquantel
Se caracterizó la forma y tamaño de las partículas de Praziquantel con las que se pretendía preparar una suspensión acuosa, mediante microscopía electrónica de barrido. Además, se analizó el efecto que el pH y el tipo de electrolito y su concentración tenían sobre el comportamiento de las suspensiones formuladas, gracias a medidas de electroforesis (potencial zeta) y espectrofotometría ultravioleta-visible (turbidimetría en función del tiempo).
La población de partículas de fármaco se caracterizó por una forma acicular y un tamaño micrométrico, con una distribución de tamaños heterogénea. Se comprobó cómo controlando la composición del medio de dispersión, en términos de pH y electrolitos, podía definirse la carga eléctrica superficial de las partículas de fármaco y, así su proceso de sedimentación, obteniéndose el sistema más adecuado para la vía de administración oral (sistema floculado).
Un control adecuado de la composición de la fase externa resulta fundamental en el establecimiento del mejor sistema (floculado) para esta vía de administración. En este contexto, especial atención se presta a la importancia del control de la composición del medio de suspensión (pH y electrolitos) en la obtención de suspensiones floculadas adecuadas para la vía oral.
Forma y tamaño de las partículas
Como puede apreciarse en la Figura 1, las partículas de Praziquantel presentaban una morfología acicular, y se encontraban en el rango micrométrico de tamaños. El tamaño medio medido en 200 partículas de las fotografías SEM fue de 24,5 ± 10,7 μm, lo que revela una distribución de tamaños heterogénea.
Efecto del pH sobre la sedimentación
Independientemente del valor del pH, se apreció una clara tendencia a la sedimentación de las micropartículas de fármaco en suspensión, como quedó de manifiesto por la reducción de los valores de A/A 0 con el tiempo. Esta disminución de A/A 0 puede atribuirse a la desaparición de las micropartículas de Praziquantel del camino del haz de luz del espectrofotómetro al ir sedimentando con el tiempo.
Queda patente también en la Figura 2a cómo el pH de la suspensión parece condicionar la velocidad de sedimentación de las micropartículas de fármaco, siendo el proceso más rápido al pH natural de las suspensiones (pH 5) y mucho más lento a pHs básicos (pH 9).
Esto podría ser consecuencia de la formación de sistemas floculados (a pH 5) o defloculados (a pH 9), según la composición del medio acuoso de dispersión. La formación de sistemas floculados o defloculados se encuentra muy condicionada por el valor de la carga eléctrica superficial de las partículas en suspensión.
Potencial zeta y punto isoeléctrico
En la Figura 2b puede apreciarse claramente el marcado efecto que el pH tiene sobre la carga eléctrica superficial de las micropartículas de Praziquantel. Los valores de ζ fueron positivos para pHs muy ácidos, hecho atribuible a una gran concentración de contraiones H+ en la superficie de las micropartículas de principio activo.
Por el contrario, para valores de pH moderadamente ácidos, neutros o básicos, la carga eléctrica superficial resultó ser negativa, siendo en valor absoluto cada vez mayor conforme se incrementaba el pH del medio. Finalmente, el punto isoeléctrico de las micropartículas, o pH de ζ = 0 mV se encontró a pH ≈ 4,7.
La información proveniente de medidas de electroforesis y de turbidimetría contribuirá en la clarificación de las mejores condiciones de formulación. En el caso estudiado, el control de la composición del medio de dispersión permitió seleccionar un sistema floculado como el más adecuado para la vía oral.
Suspensiones farmacéuticas según la vía de administración
Las suspensiones orales son la forma más habitual, sobre todo en pediatría, donde facilitan ajustar la dosis por peso y evitan la dificultad de tragar comprimidos; antibióticos, antiácidos y analgésicos se presentan con frecuencia en esta forma.
Las suspensiones oftálmicas y óticas se reservan para principios activos poco solubles en agua, como ciertos corticoides asociados a antibióticos en colirios; su tamaño de partícula está más restringido que el de una suspensión oral, para no resultar irritante ni rayar la córnea.
Por vía subcutánea o intramuscular, la suspensión inyectable cumple una función distinta: al liberarse más despacio que un fármaco disuelto, prolonga su efecto. La insulina NPH es el ejemplo más conocido, con el aspecto turbio característico de toda suspensión frente a la transparencia de la insulina regular.
Por esa misma razón ninguna suspensión se administra por vía intravenosa directa, ya que las partículas podrían obstruir un vaso sanguíneo pequeño.
Por qué se agita una suspensión antes de usarla
La formulación farmacéutica busca casi siempre el primer comportamiento, razón por la que el prospecto de tantos jarabes y suspensiones orales insiste en agitar el envase antes de cada toma: solo así se garantiza que cada dosis contenga la proporción de principio activo prevista.
Porque las partículas sedimentan con el tiempo. Sin agitación, las primeras dosis del envase contendrían menos principio activo que las últimas, ya asentadas en el fondo.
La agitación rompe o dispersa de nuevo los agregados y devuelve temporalmente las partículas a una distribución más homogénea. En una suspensión floculada, esta operación suele ser suficiente para recuperar la uniformidad del sistema.
Suspensiones en materiales cerámicos
En la mayoría de las suspensiones cerámicas se busca la estabilidad, es decir, no queremos que sedimente ningún componente ya que la mezcla realizada quedaría alterada. Por ejemplo, en un vidriado de plomo, el PbO tiene mucho peso y tenderá a decantarse en el fondo, lo cual no es deseable ya que quedarán en suspensión el resto de componentes y no obtendremos el resultado buscado.
Sin embargo, también hay ocasiones en las que se busca la sedimentación, como ocurre en el proceso de obtención de Terra Sigillata. En este caso buscamos separar las partículas de arcilla más pequeñas y para ello se provoca la decantación de las partículas más grandes.
Las suspensiones de materiales cerámicos (barbotinas, coladas, esmaltes, engobes y tintas) son suspensiones de partículas atractivas entre sí por lo que tienen tendencia a aglomerarse formando estructuras más o menos rígidas que se denominan flóculos.
Aditivos que modifican la estabilidad
Para alterar la estabilidad de una suspensión se emplean muchos tipos de aditivos, siendo los más habituales los floculantes, los defloculantes, los suspensivos y los aglutinantes.
- Los floculantes favorecen la formación de agregados laxos.
- Los defloculantes modifican la interacción entre partículas y pueden favorecer su separación.
- Los suspensivos aumentan la capacidad del medio para mantener las partículas dispersas.
- Los aglutinantes contribuyen a la cohesión del sistema y pueden modificar su comportamiento durante el procesamiento.
Lo más habitual es que esas aglomeraciones se destruyan agitando la suspensión pero transcurrido un tiempo las partículas volverán a atraerse entre sí. La viscosidad de la suspensión es variable y depende del grado de formación de los flóculos.
Suspensión, solución, emulsión y jarabe
Una suspensión no es lo mismo que una solución. En una solución, el soluto se disuelve por completo a escala molecular, mientras que en una suspensión las partículas sólidas permanecen insolubles y constituyen una fase dispersa.
Tampoco es lo mismo suspensión que emulsión. La emulsión es una dispersión de dos líquidos inmiscibles, uno de ellos en forma de gotículas dentro del otro, mientras que la suspensión contiene una fase dispersa sólida y una fase continua líquida.
Jarabe describe un vehículo, una disolución concentrada de azúcar, que puede llevar el fármaco disuelto (y entonces es una solución) o disperso en partículas (y entonces es, técnicamente, una suspensión con base de jarabe).
Otros usos del término suspensión en medicina
Fuera de la farmacia, «suspensión» nombra también una técnica quirúrgica: fijar un tejido u órgano descendido a una estructura vecina para devolverlo a su posición anatómica. Es el caso de la colposuspensión, empleada en la incontinencia urinaria de esfuerzo.
Y en el lenguaje clínico general, suspender un tratamiento significa simplemente interrumpirlo de forma temporal o definitiva, sin que el término aporte matices distintos de los que ya tiene en el habla corriente.
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