Emulgatoren in Salben und Cremes
Welche Emulgatoren in Salben und Cremes stecken, welchen Emulsionstyp sie bilden und ob sie geladen sind.
Das Wichtigste in Kürze
- Emulgatoren in Salben und Cremes ordnet man nach Emulsionstyp (O/W oder W/O) und nach Ladung (ionisch oder nichtionisch) ein.
- Cetylstearylalkohol ist ein nichtionischer, lipophiler W/O-Emulgator und wirkt in O/W-Cremes als Co-Emulgator.
- Emulgierender Cetylstearylalkohol Typ A besteht aus Cetyl- und Stearylalkohol sowie Natriumcetyl- und Natriumstearylsulfat und ist ein anionischer O/W-Komplexemulgator. Natriumdodecylsulfat enthält nur Typ B.
- Typ A ist wachsartig, in kaltem Wasser praktisch unlöslich und Bestandteil der Hydrophilen Salbe DAB und der Wasserhaltigen hydrophilen Salbe DAB.
- Wollwachs und Wollwachsalkohole sind nichtionische W/O-Emulgatoren für Wasser aufnehmende Salben. Polysorbat 60 ist ein nichtionischer O/W-Emulgator.
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Worum es geht
Fast jede Creme aus der Rezeptur enthält einen Emulgator, etwa die Basiscreme DAC oder die Wasserhaltige hydrophile Salbe DAB. Wer die wichtigsten Emulgatoren nach Emulsionstyp und Ladung einordnen kann, versteht den Aufbau der Arzneibuchgrundlagen. Er kann auch Unverträglichkeiten mit Wirkstoffen besser abschätzen.
Rolle der Emulgatoren
Emulgatoren lagern sich an der Grenzfläche zwischen Öl und Wasser an und senken die Grenzflächenspannung. Wie das physikalisch funktioniert, erklärt die Einheit zu Tensiden und Grenzflächenspannung. In halbfesten Zubereitungen halten sie die innere Phase fein verteilt. In Wasser aufnehmenden Salben sorgen sie dafür, dass die Grundlage Wasser einarbeiten kann.
Zwei Fragen ordnen jeden Emulgator ein. Erstens: Ist er eher hydrophil oder eher lipophil? Hydrophile Emulgatoren bilden O/W-Systeme, lipophile W/O-Systeme (O/W- und W/O-Emulgatoren). Zweitens: Trägt die Kopfgruppe eine Ladung? Dann ist er ionisch, in Dermatika meist anionisch. Ohne Ladung ist er nichtionisch (Einteilung der Tenside).
Oft reicht ein einzelner Stoff nicht aus. Man kombiniert dann einen hydrophilen Emulgator mit einem lipophilen Partner zu einem Komplexemulgator. Der lipophile Partner heißt hier Co-Emulgator.
Ein lipophiler, meist nichtionischer Stoff, der allein kaum eine O/W-Emulsion bildet. Zusammen mit einem hydrophilen Emulgator verdichtet er den Grenzflächenfilm, stabilisiert die Creme und erhöht ihre Konsistenz.
Fettalkohole
Cetylalkohol (\(\ce{C16H33OH}\)) und Stearylalkohol (\(\ce{C18H37OH}\)) sind langkettige Fettalkohole. Ihr Gemisch ist der Cetylstearylalkohol. Die OH-Gruppe ist ungeladen und im Vergleich zur langen Alkylkette winzig. Deshalb sind diese Stoffe nichtionisch und stark lipophil.
Aus dieser Bauweise folgt der Emulsionstyp. Cetylstearylalkohol wirkt als schwacher W/O-Emulgator und ist kein O/W-Emulgator. In Vaselin arbeitet er zusammen mit Wollwachsalkoholen, die dort ebenfalls als W/O-Emulgatoren wirken. So ist die Wollwachsalkoholsalbe DAB aufgebaut, eine der Wasser aufnehmenden Salben.
In O/W-Cremes übernimmt Cetylstearylalkohol eine andere Aufgabe. Hier ist er der Co-Emulgator neben einem hydrophilen Emulgator. Er lagert sich zwischen dessen Moleküle und macht den Film dichter und die Creme fester.
Emulgierender Cetylstearylalkohol
Emulgierender Cetylstearylalkohol Typ A ist der Standard-Komplexemulgator der hydrophilen Arzneibuchgrundlagen. Er besteht aus Cetylstearylalkohol und Natriumcetylstearylsulfat. Insgesamt sind es also vier Stoffe: Cetylalkohol und Stearylalkohol als lipophiler Anteil, Natriumcetylsulfat und Natriumstearylsulfat als hydrophiler Anteil.
Das Natriumcetylstearylsulfat ist ein anionischer O/W-Emulgator. Seine geladene Sulfatgruppe ragt in die Wasserphase und bestimmt den Emulsionstyp. Die Fettalkohole schieben sich als Co-Emulgator zwischen die Sulfat-Anionen. Man kann sich das wie eine Mauer vorstellen, in der kleine Steine die Lücken zwischen großen füllen. Die Mischung ist deshalb insgesamt ein O/W-Komplexemulgator, obwohl der Fettalkohol allein W/O-Charakter hat.
Nur Typ B enthält Natriumdodecylsulfat mit der kürzeren C12-Kette. Typ A enthält ausschließlich die C16- und C18-Alkylsulfate.
Bei Raumtemperatur ist Typ A eine wachsartige Masse. In kaltem Wasser ist er praktisch unlöslich. Erst beim Erwärmen verteilt er sich im Wasser.
Typ A ist Bestandteil der Hydrophilen Salbe DAB. Diese ist wasserfrei und nimmt Wasser unter Bildung einer O/W-Creme auf. Mischt man sie mit Wasser, entsteht die Wasserhaltige hydrophile Salbe DAB, die damit ebenfalls Typ A enthält. Details zu diesen Grundlagen stehen bei den hydrophilen Cremes.
Die Zusammensetzung von Emulgierendem Cetylstearylalkohol Typ A wird im Examen gerne gefragt. Er enthält Cetyl- und Stearylalkohol sowie Natriumcetyl- und Natriumstearylsulfat und ist ein anionischer O/W-Komplexemulgator. Natriumdodecylsulfat gehört zu Typ B, nicht zu Typ A.
Wollwachs und Wollwachsalkohole
Wollwachs stammt aus dem Fett der Schafwolle. Durch Verseifung und Abtrennung gewinnt man daraus die Wollwachsalkohole. Ihr Hauptbestandteil ist Cholesterol. Es trägt eine einzige ungeladene OH-Gruppe an einem großen lipophilen Steroidgerüst.
Diese Struktur erklärt die Einordnung. Sowohl Wollwachs als auch Wollwachsalkohole sind nichtionische, lipophile Tenside. Sie wirken in Salbengrundlagen als W/O-Emulgatoren und nicht als O/W-Emulgatoren. Der kleine polare Kopf reicht nicht aus, um Öltröpfchen in Wasser zu stabilisieren. Er reicht aber aus, um Wassertröpfchen in einer Fettphase festzuhalten.
Deshalb setzt man Wollwachsalkohole in Wasser aufnehmenden Salben ein. Die Grundlage kann dann beträchtliche Mengen Wasser einarbeiten und wird so zu einer W/O-Creme. Zur Einteilung der Klassen siehe Salben nach Ph. Eur..
Emulgatortypen im Vergleich
Die Zuordnung gelingt immer über dieselben zwei Merkmale: Ladung der Kopfgruppe und Gewicht von hydrophilem zu lipophilem Anteil. Die Tabelle stellt die wichtigsten Emulgatoren der Dermatika nebeneinander.
| Stoff | Ladung | Typ | Rolle in Dermatika |
|---|---|---|---|
| Natriumcetylstearylsulfat | anionisch | O/W | hydrophiler Teil von Typ A |
| Polysorbat 60 | nichtionisch | O/W | hydrophiler Emulgator, z. B. in Basiscreme DAC |
| Cetylstearylalkohol | nichtionisch | W/O (schwach) | Co-Emulgator in Cremes |
| Wollwachs | nichtionisch | W/O | Wasser aufnehmende Grundlagen |
| Wollwachsalkohole | nichtionisch | W/O | Wollwachsalkoholsalbe DAB |
Wollwachsalkohole tragen keinerlei Ladung. Sie sind damit anders als Natriumcetylstearylsulfat nicht anionenaktiv. Auch amphoter sind sie nicht, denn dafür bräuchten sie eine positive und eine negative Gruppe im selben Molekül.
Wollwachsalkohole sind außerdem keine Lösungsvermittler. Eine Solubilisierung gelingt nur mit stark hydrophilen Tensiden, die in Wasser Mizellen bilden. Dafür sind Wollwachsalkohole viel zu lipophil. Polysorbate dagegen können als O/W-Emulgatoren auch solubilisieren.
Quiz
Aussage 1
Emulgierender Cetylstearylalkohol Typ A ist eine Mischung aus Cetylstearylalkohol und Natriumdodecylsulfat.
Natriumdodecylsulfat ist Bestandteil von Typ B. Typ A enthält Natriumcetylstearylsulfat.
Aussage 2
Wollwachsalkohole wirken als nichtionische W/O-Emulgatoren und werden in Wasser aufnehmenden Salben eingesetzt.
Ihr Hauptbestandteil Cholesterol hat nur eine ungeladene OH-Gruppe an einem großen lipophilen Gerüst. Daraus folgen W/O-Typ und fehlende Ladung.
Aussage 3
Cetylstearylalkohol ist für sich allein ein hydrophiler O/W-Emulgator.
Cetylstearylalkohol ist nichtionisch und lipophil und wirkt als schwacher W/O-Emulgator. In O/W-Cremes dient er als Co-Emulgator.
Aussage 4
Der hydrophile Anteil von Emulgierendem Cetylstearylalkohol Typ A besteht aus Natriumcetylsulfat und Natriumstearylsulfat.
Typ A enthält Natriumcetylstearylsulfat, also die Natriumsalze der C16- und C18-Alkylsulfate, neben Cetyl- und Stearylalkohol.
Aussage 5
Die Wasserhaltige hydrophile Salbe DAB enthält Emulgierenden Cetylstearylalkohol Typ A.
Sie entsteht aus der Hydrophilen Salbe DAB und Wasser und enthält damit deren Emulgator Typ A.
Aussage 6
Polysorbat 60 ist ein lipophiler W/O-Emulgator.
Polysorbat 60 ist ein nichtionischer, hydrophiler O/W-Emulgator, etwa in der Basiscreme DAC.
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