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Hydrophiles Gel

Version vom 22. Januar 2021, 04:34 Uhr von Leonardo Glowna (Diskussion | Beiträge)

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Hydrophile Gele (Hydrogele)

Hydrophile Gele (Hydrogele) sind Heterogele, die in der Regel fettfrei und somit abwaschbar sind und aus einer Festoffkomponente bestehen, welche ein Gelgerüst bildet und innerhalb dessen eine Flüssigkeit als kohärentes Medium vorliegt. Die flüssige Phase ist hierbei wässrig bzw. wässrig-alkoholisch.

Einteilung

1. Hydrogele mit anorganischen Gelbildnern

  • Bentonitgele: Bestehen aus quellfähigem, kolloidem Aluminium-Magnesium-Schichtsilikat (Bentonit), dem einwertige Kationen zwischen den Schichten eingelagert sind. Diese werden in Gegenwart von Wasser hydratisiert, weswegen sich zwischen den einzelnen Plättchen Wasser einlagern kann. Die Plättchenflächen sind negativ geladen; die Bruchkanten positiv: durch ionische Aggregation kommt es zur Gerüstbildung (Laminarkolloidgerüst). Bentonitgele reagieren daher sehr empfindlich auf Elektrolyte. Auch sollte bei der Herstellung bedacht werden, dass kationische Hilfs- bzw. Wirkstoffe zu Wechselwirkungen mit dem anionischen Bentonit führen. Bentonitgele zeigen zudem starke Thixotropie, d.h. sie zeigen scherinduziert einen reversiblen Gel-Sol-Übergang. Durch mechanische Einflüsse wie z.B. Schütteln kann das Gel verflüssigt werden. Nach einiger Zeit des Stehenlassens verfestigt sich das Gel wieder. Bei der Lagerung treten keine nennenswerten Viskositätsänderungen auf. Im "Formularium der Nederlandse Apotheekers" ist eine solche Gelgrundlage unter dem Namen "Mucialgo Bentoniti FNA" aufgeführt.
  • Gele mit hochdispersem Siliziumdioxid: Wie auch bei den Lipophilen Gelen kann Siliziumdioxid über Wasserstoffbrückenbindungen ein Gelgerüst aufbauen (Sphärkolloidgerüst). Im Unterschied zu Oleogelen benötigt man zur Gelbildung in Waser jedoch höhere Konzentrationen an SiO2 (Ausnahme: Zusatz von nichtionogenen Tensiden, welche das Gelbildungsvermögen von Siliziumdioxid deutlich erhöhen). Durch Zugabe von Glycerol (Angleichung des Brechungsindex der wässrigen Phase auf den Brechungsindex des Siliziumdioxids) entstehen klare, stark thixotrope Hydrogele, die häufig in der Zahnheilkunde Anwendung finden.


2. Hydrogele mit organischen Gelbildnern

Diese Hydrogele besitzen makromolekulare, organische Gelbildner, welche sowohl natürlichen als auch halb- bzw. vollsynthetischen Ursprungs sein können.

  • Natürliche Gelbildner: Gelbildner sind hier natürlich vorkommende Stoffe wie Gelatine (ein aus tierischem Bindegewebe gewonnenes Protein), Xanthangummi (Heteropolysaccharid, bestehend aus Glucose, Mannose und Glucuronsäure, das aus dem Mikroorganismus Xanthamonas campestris gewonnen wird), Guargummi (Endosperm der Guarbohne, bestehend aus einem Galaktomanan mit Mannose und Galaktose) und Alginat (Salz der aus Braunalgen gewonnenen Alginsäure, bestehend aus verknüpfter Glucuronsäure und Mannuronsäure). Gelatine und Galaktomanane bilden ihre Gelgerüste durch Ausbildung helikaler Strukturen durch zwei Polymerstränge. Es bilden sich Hydrogele, welche rheodestruktiv sind (durch Scherung irreversibel zerstörtes Gel kann ohne Temperatureinfluss nicht mehr in Gelzustand zurückgeführt werden), allerdings thermoreversible Sol-Gel-Übergänge besitzen. Alginate verfügen über eine sog. ionotrope Gelbildung. Es kommt zur Quervernetzung von ionischen Molekülen durch mehrwertige Kationen. Im Falle des Alginats führen Calciumionen zur sog. "Egg-Box"-Struktur dieser Gele.

weitere Eigenschaften

Hydrogele enthalten neben dem Gelbildner und Wasser oft Feuchthaltemittel (Glycerol, Soribtol, Propylenglycol). Zum einen schützen sie das Gel vor Austrocknung, zum anderen machen sie es streichfähiger. Da Hydrogele aufgrund des hohen Wasseranteils mikrobiell anfällig sind, enthalten sie oft Konservierungsmittel. Streichfähige Hydrogele werden oft zur Anwendung auf seborrhoischer Haut hergestellt; bei juckenden Hauterkrankungen schaffen Hydrogele oft zusätzliche Linderung durch ihren kühlenden Effekt.

Quellen

Wolf, Gerd: Rezepturen: Probleme erkennen, lösen, vermeiden. 4. Auflage, 2013 Fahr, Alfred: Voigt Pharmazeutische Technologie, 12. Auflage, 2015

Diese Seite wurde zuletzt am 22. Januar 2021 um 14:27 Uhr bearbeitet.

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