SOLUBILIDADE FI
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SOLUBILIDADE
Abril de 2011
INTRODUÇÃO
Solubilidade é a concentração máxima de uma substância (soluto) dissolvida em
um solvente, não necessariamente são sólidos e líquidos. A solubilidade de uma molécula
pode depender de fatores como as características do soluto e do solvente, bem como
temperatura e pressão. A solução obtida a partir do equilíbrio entre o soluto não-dissolvido
e dissolvido em um processo de dissolução é chamada de solução saturada, onde há um
equilíbrio entre soluto e solvente. Não havendo este equilíbrio a solução pode ser
insaturada onde, tem-se soluto em menor quantidade, ou supersaturada onde se tem soluto
em maior quantidade, estas soluções são instáveis (AULTON, 2005).
A predição de teórica de solubilidade exata é uma operação complexa e
ocasionalmente incorreta, porém pode ser expressa em termos subjetivos, tais como “muito
solúvel” ou “pouco solúvel”. A forma mais utilizada para escolher um bom solvente é de
modo geral baseada no princípio “semelhante dissolve semelhante”, ou seja, um soluto se
dissolve melhor em um solvente com propriedades químicas similares, porem devem-se
levar em conta os fatores que interferem ou contribuem para a solubilidade assim como
mecanismos pelo quais se define a solubilidade de solutos em solventes (AULTON, 2005).
DISSOLUÇÃO
Solubilidade é a capacidade de uma substância se dissolver em outra. Esta
capacidade é limitada, ou seja, existe um máximo de soluto que podemos dissolver em
certa quantidade de um solvente (TEIXEIRA, et al.).
O mecanismo de dissolução
Considere o que acontece quando um sólido é adicionado a um líquido para formar
uma solução, pode ser vista como composta de dois estágios consecutivos:
1. O primeiro é uma reação interfacial que resulta na liberação de moléculas de soluto
da fase sólida. Quando o soluto é adicionado, começa o processo de destruição da estrutura
do estado sólido do soluto. Pouco a pouco, partículas do solvente atacam a superfície do
retículo cristalino, removendo partículas do soluto, rodeando-se e, finalmente, as
dispersando. A solução em contato com sólido é saturada (AULTON, 2005).
2. Depois dessa etapa, as moléculas do soluto devem migrar pelas camadas limítrofes
que circundam o cristal em direção ao seio da solução. O resultado é a destruição da
estrutura do soluto e a alteração da estrutura do solvente (agora existem algumas partículas
do soluto onde antes havia apenas solvente), (AULTON, 2005).
A facilidade com que tudo isso ocorre depende: das intensidades relativas das
forças entre as partículas próximas do soluto (interações soluto-soluto) e entre as partículas
do solvente (interações solvente-solvente) antes do processo de dissolução, e as forças
entre as partículas do soluto e as do solvente (interações soluto-solvente) após a dissolução.
À medida que ocorre a dissolução, as forças soluto-soluto e solvente-solvente são
substituídas pelas forças soluto-solvente (ROSA, 2005).
Geralmente solventes polares tendem a dissolver solutos polares, e solventes não polares a
dissolver solutos não polares, mas há exceções.
Fatores que afetam a velocidade de dissolução
De acordo com ROSA (2005), os fatores que destacam-se na alteração e
desagregação da forma farmacêutica e a dissolução do fármaco são:
Os excipientes presentes em uma formulação farmacêutica podem afetar a
dissolução do fármaco e, conseqüentemente, a velocidade e quantidade pelas quais o
mesmo estará disponível para ser absorvido. O talco e o estearato de magnésio, por
exemplo, que atuam como lubrificante e deslizante, respectivamente, dificultam a
dissolução e devem ser adicionados em quantidades mínimas.
A existência de polimorfismo pode influenciar a biodisponibilidade, a estabilidade
química e física do fármaco e ter implicações no desenvolvimento e estabilidade da forma
farmacêutica.
Os processos envolvidos na fabricação dos medicamentos também podem
influenciar a dissolução e a biodisponibilidade. Comprimidos obtidos por compressão
direta, granulação via seca ou via úmida podem apresentar comportamentos in vitro e in
vivo diferentes.
Dissolução intrínseca
A avaliação da dissolução intrínseca é um meio de demonstrar a pureza química e a
equivalência de fármacos, por exemplo, provenientes de diferentes fabricantes. A
necessidade de se demonstrar a similaridade entre ativos se baseia no fato que diferenças
na cristalização, tamanho de partículas e área superficial podem gerar lotes, de um mesmo
produto farmacêutico, com biodisponibilidade diferente acarretando prejuízos no
tratamento e risco aos pacientes, principalmente quando considerados os fármacos com
baixo índice terapêutico. Portanto, idealmente, para cada medicamento, um tipo de
fármaco, com características físico-químicas definidas, se adapta melhor a formulação,
fornecendo resultados in vivo e in vitro consistentes em relação ao produto inicialmente
desenvolvido (ROSA, 2005).
Uma vez que fatores relacionados ao fármaco, como tamanho de partícula e sua
distribuição, higroscopicidade, cristalinidade, amorfismo, polimorfismo, pka, coeficiente
de partição e solubilidade, podem afetar a cinética de dissolução e a biodisponibilidade de
formas farmacêuticas. (ROSA, 2005).
Medição da velocidade de dissolução
De acordo com AULTON (2005), há muitos métodos para se determinar a
velocidade de liberação de fármacos de formulações de comprimidos e cápsulas, pois essas
liberações podem ter um efeito importante na eficiência terapêutica dessas formas
farmacêuticas. Podem ser usados os seguintes métodos:
Método do frasco com agitação
Ajuda a evitar os problemas que podem surgir da formação de montículos de partículas
em diferentes posições de um béquer.
Método da cesta rotatória
Envolve a colocação de um comprimido ou cápsulas no interior de uma cesta de fios de
aço inoxidável, que é submetida a rotação a um velocidade fixa, enquanto esta imersa no
meio de dissolução, contido dentro de um recipiente cilíndrico de boca larga, de fundo
chato ou esférico.
Método de pás
A agitação é realizada com uma pá rotatória, e espera-se que a forma farmacêutica desça
ate o fundo do recipiente antes do inicio da agitação.
Métodos de disco rotacional e estático
O composto a ter sua velocidade de dissolução determinada é comprimido em um disco
não-desintegravel, que é colocado em um dispositivo, deixando-se exposto apenas uma
face do disco.
Método de béquer
Os comprimidos são colocados no frasco e, as amostras do liquido, removidas em
intervalos conhecidos, filtradas e submetidas a ensaio.
SOLUBILIDADE
As soluções são encontradas com freqüência no desenvolvimento farmacêutico,
tanto como formas farmacêuticas em si como matérias de testes clínicos. De modo
igualmente importante, quase todos os fármacos atuam em solução no corpo. A
transferência de moléculas ou íons de um estado sólido para a solução e conhecida como
dissolução. A extensão na qual a dissolução ocorre sob um dado conjunto de condições
experimentais e chamada de solubilidade do soluto no solvente. Assim a solubilidade de
uma substancia é a quantidade desta que passa para a solução quando se estabelece
um equilíbrio entre a solução e o excesso (não dissolvido) da substancia (AUTON,
2005).
A solução produzida quando se estabelece um equilíbrio entre o soluto não
dissolvido e dissolvido em um processo de dissolução é chamado de solução saturada. A
quantidade de substancia que passa para a solução para estabelecer um equilíbrio a
temperatura e pressão constantes, produzindo, portanto, uma solução saturada, é chamada
de solubilidade da substancia (AULTON, 2005).
As farmacopéias informam sobre as solubilidades aproximadas de substancias
oficiais em termos do número de partes de volume de solvente necessário para dissolver
uma parte de peso de um sólido ou uma parte de volume de um líquido. A não ser que seja
especificado de modo contrário, essas solubilidades se referem à temperatura de 20°C. A
informação mais procurada a respeito de soluções em problemas de formulação é qual é o
melhor ou pior solvente para um dado soluto (AULTON, 2005).
De acordo com (AULTON, 2005) especulação sobre qual será um bom soluto é, de
modo usual, baseada no principio “semelhante dissolve semelhante”, ou seja, um soluto se
dissolve melhor em um solvente com propriedades químicas similares, assim solutos
polares dissolvem em solventes polares, e, solutos apolares dissolvem em solventes
apolares. Essas generalizações devem ser tratadas com cautela, pois as forças
intermoleculares envolvidas no processo de dissolução são influenciadas por fatores que
não são óbvios a partir da consideração da polaridade global da molécula, por exemplo, a
possibilidade da formação de pontes de hidrogênio intermoleculares entre soluto e solvente
pode ser mais significativa que a polaridade (AULTON, 2005).
SOLUBILIDADE DE SÓLIDOS EM LÍQUIDOS
Soluções de sólidos em líquidos são os mais encontrados na prática farmacêutica,
dessa forma devem se tomar precauções durante a determinação da solubilidade de um
sólido em líquido como: 1. Solvente e solutos puros; 2. Uma solução saturada deve ser
obtida antes que qualquer solução seja removida para análise; 3. O método de separação de
uma amostra de solução saturada do sólido não dissolvido deve ser satisfatório; 4. O
método de análise da solução deve ser confiável; 5. A temperatura deve ser controlada
adequadamente (AULTON, 2005).
Existem alguns fatores que afetam a solubilidade de sólidos em líquidos, onde o
conhecimento desses fatores é um aspecto muito importante para a perícia farmacêutica
como:
Temperatura
O aumento da temperatura leva ao aumento da solubilidade de um sólido, ou seja, a
temperatura influencia na velocidade na qual o soluto se dissolve, pois a freqüência e a
força de suas colisões com os cristais da superfície das partículas de soluto são maiores em
temperaturas mais elevadas. Em geral, a solubilidade da maioria das substâncias sólidas e
líquidas em um solvente líquido aumenta com o aumento da temperatura por um processo
endotérmico, que ocorre devido à absorção de calor (ROSA, 2005).
Por outro lado, a dissolução por um processo exotérmico, liberando calor, tem a
solubilidade diminuída com o aumento da temperatura como mostra a figura abaixo.
Pode se observar a diferença entre essas solubilizações, sendo as três primeiras
ascendentes, enquanto a última é descendente. Curvas ascendentes representam as
substâncias cuja dissolução aumenta com a temperatura. São substâncias que se dissolvem
com a absorção de calor, isto é, a dissolução é endotérmica. Já as curvas descendentes
representam as substâncias cuja dissolução diminui com o aumento de temperatura. São
substâncias que se dissolvem com liberação de calor, isto é, a dissolução é exotérmica
(ROSA, 2005).
Formação de complexos
A solubilidade aparente de um soluto em um líquido pode ser aumentada ou
diminuída através da adição de terceira substância, onde há a formação de complexos
intermoleculares. As formações desses complexos são utilizadas como um meio auxiliar
para a solubilização de algumas substâncias, onde essas não se solubilizam e águas mais se
solubilizam em soluções contendo complexos solúveis em água (AULTON, 2005).
Agentes solubilizantes
São capazes de formar grandes agregados ou micelas em solução, quando suas
concentrações excedem determinados valores. Em solução aquosa, o soluto pode ser
incorporado por esses agregados, produzindo assim um aparente aumento na solubilidade
em água, ou seja, um fenômeno conhecido como solubilização (AULTON, 2005).
SOLUBILIDADE DE GASES EM LÍQUIDOS
O quanto de um gás que se dissolverá em um líquido é determinado pelas
características de ambos os componentes e pela temperatura e pressão. Se não houver
reações químicas entre o gás e o liquido a solubilidade será determinada pela lei de Henry,
que diz que, em uma temperatura constante a solubilidade de um gás em meio líquido é
diretamente proporcional à pressão do gás sobre o líquido (AULTON, 2005).
A solubilidade da maioria dos gases diminui com o aumento da temperatura, isto
ocorre porque, quando a temperatura sobe as moléculas do meio ficam mais agitadas e o
gás acaba sendo liberado. Esta é uma forma de remover gases dissolvidos, por exemplo,
para injeções livre de dióxido de carbono ou de ar dissolvidos, podem ser preparadas por
fervura com uma mínima exposição ao ar e impedimento acesso de ar durante o
resfriamento. A presença de eletrólitos também pode diminuir a solubilidade de um gás em
água, pela pronunciada atração exercida entre o eletrólito e a água (AULTON, 2005).
SOLUBILIDADE DE LÍQUIDOS EM LÍQUIDOS
O soluto e o solvente de uma solução ideal são miscíveis em todas as proporções,
por exemplo, etanol e água sob condições normais. A miscibilidade entre as moléculas
pode ser reduzida se um dos componentes tende a se auto-associar, isto ocorre porque as
atrações mutuas entre suas moléculas são maiores que as entre suas moléculas e as do
outro componente, com isto a miscibilidade entre os componentes pode ser reduzida. O
tamanho desta redução depende das forças intermoleculares de auto-associação do
componente, seja o soluto ou o solvente (AULTON, 2005).
SOLUBILIDADE DE SÓLIDOS EM SÓLIDOS
Em uma solução solida, como em outros tipos de solução, as moléculas do soluto
são dispersas molecularmente no meio do solvente. A mistura completa de duas
substancias solidas somente é realizada se:
1. O tamanho das moléculas do soluto e do solvente é igual, de forma que cada
molécula do soluto possa ser substituída por uma do solvente na sua estrutura de
rede cristalina.
2. As moléculas do soluto são muito menores que as moléculas de solvente,
possibilitando assim que as moléculas do soluto possam se acomodar nos espaços
da estrutura de rede do solvente.
Soluções diluídas de sólidos em sólidos podem ser muito importante para o uso
farmacêutico, por exemplo, quando o solvente for um material polimérico com grandes
espaços em sua estrutura, que podem acomodar moléculas de soluto (AULTON, 2005).
De maneira diferente de uma solução, um eutético consiste em uma mistura intima
de dois componentes microcristalinos em uma composição fixa. No entanto, soluções
sólidas quanto eutéticas permitem dispersar fármacos insolúveis em água em uma forma
muito fina, ou seja, com moléculas e partículas microcristalinas, envolvido por um sólido
solúvel em água. Dessa forma quando o sólido carreador do fármaco for dissolvido libera
as micropaticulas do fármaco, com isso o fármaco insolúvel pode dissolver-se de uma
forma mais rápida, porque a superfície de contato entre o fármaco e a água foi aumentada.
Contudo a velocidade de dissolução e conseqüentemente a biodisponibilidade de fármacos
podem ser aumentadas com o uso de soluções sólidas ou euteticas (AULTON, 2005).
CONCLUSÃO
Baseando-se no presente estudo podemos concluir que solubilidade é um termo
muito amplo que engloba diversos fatores e condições para que ela ocorra. As soluções
podem ser do tipo saturada, insaturada ou supersaturada. Dentre os fatores que podem
interferir na solubilidade de substancias estão principalmente a temperatura que
interfere na capacidade de dissolução de um solvente com
relação a um dado soluto, desta forma a cada temperatura tem-
se um determinado valor para a solubilidade.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
AULTON, Michael E., Delineamento de formulas farmacêuticas, 2° Ed, 2005, capítulo
2.
ROSA, Tatiana Cupello Colonesi da; DISSOLUÇÃO INTRÍNSECA DE
HIDROCLOROTIAZIDA DE DIFERENTES GRANULOMETRIAS E SUA
RELAÇÃO COM A DISSOLUÇÃO DO ATIVO EM COMPRIMIDOS, Rio de
Janeiro, 2005, Faculdade de Farmácia, Curso de Pós-Graduação em Ciências
Farmacêuticas.
TEIXEIRA, Letícia Regina de Souza; AUCÉLIO, Ricardo Queiroz; Solubilidade, sala de
leitura.