Farmasötik Jel Sistemleri: Yapı, Sınıflandırma Ve Formülasyon Prensipleri
Jeller; yüksek oranda çözücü içeren, jelleştirici ajan tarafından oluşturulan üç boyutlu bir polimer matriks yapısına sahip yarı katı farmasötik preparatlardır. Şeffaf veya opak görünümlü olabilirler ve topikal uygulamalarda yaygın olarak kullanılırlar. Bu çalışmada jel sistemlerinin sınıflandırılması, kullanılan polimerler, reolojik özellikleri ve özellikle karbomer bazlı jel formülasyonlarının nötralizasyon mekanizması ele alınmıştır. Jel sistemlerinin modern eczacılık uygulamalarındaki önemi ve formülasyon parametreleri farmasötik bakış açısıyla değerlendirilmiştir.
1. Giriş
Yarı katı farmasötik preparatlar arasında yer alan jeller; kremler, pomatlar ve patlardan farklı olarak, üç boyutlu ağ yapısı oluşturan polimerlerin çözücü içerisinde şişmesiyle meydana gelirler. Bu yapı, sistemin hem akış özelliklerini hem de ilaç salım profilini belirler.
Topikal uygulamalarda hastaya sağladıkları konfor, hızlı yayılma, kolay temizlenebilirlik ve kozmetik kabul edilebilirlik gibi avantajlar nedeniyle jel sistemleri ilaç ve kozmetik endüstrisinde geniş kullanım alanına sahiptir.
2. Jel Sistemlerinin Yapısal Özellikleri
Jeller temel olarak:
içeren sistemlerdir. Polimer, çözücü içinde şişerek üç boyutlu bir matriks oluşturur ve bu matriks sistemin viskozitesini belirler.
Optimum jel yapısında:
3. Jel Sistemlerinin Sınıflandırılması
3.1. Faz Yapısına Göre
3.1.1. Tek Fazlı Sistemler
Tek fazlı jellerde polimer molekülleri sıvı faz içinde çözünmüş veya moleküler düzeyde dağılmıştır.
Bu sistemler genellikle hidrojel (su bazlı) veya organojel (alkol/mineral yağ bazlı) olarak adlandırılır.
Uygulama kolaylığı nedeniyle farmasötik ve kozmetik alanda en sık tercih edilen jel tipidir.
3.1.2. İki Fazlı Sistemler
İki fazlı jellerde inorganik küçük moleküller sıvı faz içinde çözünmez, dağılmış halde bulunur.
Örnek: Alüminyum hidroksit jeli
Bu sistemlerde yapı daha gevşek ve dayanıksız olabilir.
3.2. Çözücü Özelliğine Göre
3.2.1. Lipofilik Jeller;
Lipofilik jeller (oleojeller), taşıyıcısı genellikle polietilen ilave edilmiş sıvı parafin veya kolloidal silika ya da alüminyum veya çinko sabunları ile jel haline getirilmiş yağlı yağlar olan preparatlardır.
içerebilirler.
Yağ bazlı sistemlerdir ve oklüzif etki gösterebilirler.
3.2.2. Hidrofilik Jeller;
Hidrofilik jeller (hidrojeller), taşıyıcısı genellikle su, gliserol veya propilen glikol olan ve nişasta, selüloz türevleri, karbomerler ya da magnezyum-alüminyum silikatlar gibi uygun jel yapıcı ajanlarla jel haline getirilmiş preparatlardır.
içerirler.
Çözücü olarak genellikle:
kullanılır.
Topikal dermatolojik uygulamalarda en yaygın formdur.
4. Jel Hazırlanmasında Kullanılan Polimerler
4.1. Doğal Polimerler
4.2. Selüloz Türevleri
4.3. Sentetik Polimerler
5. İdeal Jel Yapıcı Maddenin Özellikleri
Farmasötik açıdan bir jel yapıcı maddede bulunması gereken temel özellikler:
6. Karbomerler ve Jel Mekanizması
Karbomerler, farmasötik ve kozmetik endüstrisinde yaygın olarak kullanılan, sentetik, yüksek molekül ağırlıklı ve %56–68 oranında karboksilik asit içeren akrilik asit polimerleridir. Beyaz, hafif karakteristik kokulu, higroskopik ve asidik tozlardır. Su, alkol ve gliserinde çözünürler.
Jel formülasyonlarının hazırlanmasında özellikle Karbopol® 934 ve 940 tipleri yaygın olarak kullanılmaktadır. Jelleşme mekanizması, akrilik asidin yapısındaki karboksilik asit gruplarının nötralizasyonuna dayanır.
Karbomerlerin nötralizasyonu; sodyum hidroksit, potasyum hidroksit, sodyum bikarbonat, boraks, aminositler, dietanolamin veya trietanolamin gibi maddelerle sağlanır. Nötralizasyon işlemi, karboksilat gruplarının birbirinden uzaklaşmasını sağlayarak polimer zincirlerinin açılmasına ve viskozitenin artmasına neden olur.
Optimum jel viskozitesi ve şeffaflık genellikle pH 6.0–7.0 aralığında elde edilir. Ancak ortamda çeşitli iyonların varlığı viskoziteyi azaltabilmektedir.
USP ve FDA Güncellemeleri (Benzen İçeriği Nedeniyle); FDA, bazı karbomer monograflarında 100 ppm ve üzeri benzen limitine izin verilmesi nedeniyle güvenlik endişesi bildirmiştir. Bunun üzerine USP, 18 Kasım 2022 tarihinde Revizyon Niyeti Bildirimi yayımlamış ve aşağıdaki monografların USP-NF’den çıkarılmasını planladığını duyurmuştur (hedef tarih: 1 Ağustos 2026):
• Carbomer 934
• Carbomer 934P
• Carbomer 940
• Carbomer 941
• Carbomer 1342
Dolayısıyla USP açısından bu monograflar 1 Ağustos 2026 itibarıyla yürürlükten kaldırılacaktır. Alternatif olarak düşük benzen riski taşıyan, modern üretim teknolojisine sahip Carbomer 980 gibi yeni jenerasyon polimerler tercih edilmektedir.
Karbomerler, yüksek molekül ağırlıklı akrilik asit polimerleridir. %56–68 oranında karboksilik asit grubu içerirler.
Fiziksel özellikleri:
6.1. Jel Oluşum Mekanizması
Karbomer dispersiyonu başlangıçta düşük viskoziteli asidik bir süspansiyon görünümündedir.
Nötralizasyon ajanları ile:
işlem yapılır.
Nötralizasyon sonucunda:
Optimum jel viskozitesi ve şeffaflığı genellikle pH 6–7 aralığında elde edilir.
İyonik ortamın artması (elektrolit varlığı) viskoziteyi düşürebilir.
7. Örnek Karbopol Jel Formülasyonu
Preparat Tipi: Jel
Örnek Bileşim (20 g):
Hazırlanışı:
Bu formül, lokal anestezik etkili hidrofilik jel örneğidir.
8. Klinik ve Farmasötik Önemi
Jeller:
Dermatoloji, mukozal uygulamalar, transdermal sistemler ve majistral preparatlarda önemli bir yer tutar.
9. Sonuç
Jel sistemleri, farmasötik teknoloji açısından hem basit hem de sofistike sistemlerdir. Doğru polimer seçimi, uygun nötralizasyon, pH kontrolü ve iyonik ortamın düzenlenmesi jel başarısını belirleyen temel faktörlerdir.
Özellikle karbomer bazlı sistemler, kontrollü reoloji ve yüksek hasta kabulü nedeniyle modern majistral ve endüstriyel formülasyonlarda merkezi bir konuma sahiptir.
Eczacı için jel formülasyonu sadece bir yarı katı hazırlamak değil; polimer kimyası, reoloji ve ilaç salım kinetiğini yönetme sanatıdır.
Bazı temel jel örnekleri
Jelatin bazlı jeller
Formül:
Jelatin ........................................ 1,50 g – 5,00 g
(istenen kıvama göre)
Sodyum metil parahidroksibenzoat .......... 0,10 g
Su .............................................. 20,00 g
Gliserin ........................................ 100,00 g’a tamamlanacak miktarda (qsp)
Hazırlama yöntemi
Not
Dikkat: Etkin madde ilavesi jel kıvamını değiştirebilir. Bu nedenle başlangıçtaki jelatin konsantrasyonu bu değişim dikkate alınarak ayarlanmalıdır.
Sodyum Aljinat Jelleri
Formül
Sodyum aljinat .......... 1,00 – 10,00 g (istenen kıvama göre)
Gliserin ................ 10,00 g
Sodyum metil parahidroksibenzoat .... 0,10 g
Saf su qsp .............. 100,00 g
Hazırlama Yöntemi
Dikkat
• Aljinat jelleri ağır metal tuzları (Al, Ag, Ca, Cu, Fe, Zn), katyonik maddeler, kristal viyole, güçlü asitler ve güçlü alkoller ile uyumsuzdur.
• Etkin madde ilavesi jel kıvamını değiştirebilir; başlangıç jel konsantrasyonu buna göre ayarlanmalıdır.
Nişasta Bazlı Jel
Nişasta gliserolatı (resmi preparat)
Carbopol® Jelleri
Formül
Carbopol® .............. 1,30 g
Trietanolamin .......... 1,20 g
Propilen glikol ........ 10,00 g
Saf su qsp ............. 100,00 g
Not: Carbopol® jellerde başlangıçta daha az veya daha fazla trietanolamin konur ve nötr jel elde etmek için sonradan ayarlanır. Aşağıdaki formüller azaltılmış trietanolamin miktarını dikkate alır.
Hazırlama Yöntemi No 1
Hazırlama Yöntemi No 2
Hazırlama Yöntemi No 3
Kullanım
Eksipiyan.
Dikkat
• Eksipiyan olarak kullanılan jeller, metal katyonlar ve bazı katyonik maddelerle (neomisin sülfat, prometazin hidroklorür, difenhidramin, prokain vb.) uyumsuzdur.
• İz metal kalıntılarının Carbopol®’ün oksidasyonunu tetiklememesi için %0,05 oranında EDTA gibi kompleks yapıcı eklemek faydalı olabilir. Paraben ilavesi korumayı artırabilir.
• Uçucu yağlar bu tip jelleri opak hale getirir. Bunu önlemek için, uçucu yağ miktarına eşdeğer miktarda polisorbate 20 veya 80 gibi bir dağıtıcı eklenebilir.
CARBOPOL® BAZLI JELLER
|
Jel kıvamı |
Normal |
Sert |
Akışkan |
|
Carbopol® |
1,00 g |
1,60 g |
0,60 g |
|
Trietanolamin |
0,90 g |
1,50 g |
0,50 g |
|
Propilen glikol |
10,00 g |
10,00 g |
5,00 g |
|
Saf su qsp |
100,00 g |
100,00 g |
100,00 g |
Bu oranlarda pH hafif asidiktir veya nötre yakındır; gerekirse trietanolamin damla damla eklenerek ayarlanır.
Dikkat
Bu jeller; rezorsinol, fenoller, tanenler, gümüş nitrat ve sodyum klorür ile uyumsuzdur.
İyonik olmayan, nötr jel yapıcılardır; asidik ortamda (pH 2–6) alkali ortama göre daha stabildirler.
%0,5–2 konsantrasyonda sülfür ve çinko oksit süspansiyonlarında, şampuan ve köpük banyolarında kullanılırlar.
%3–4 oranında metilselüloz yoğun bir losyon oluşturur; %5 ve üzerinde jel yapısı verir.
Kullanım
Eksipiyan.
Karboksimetilselüloz Jelleri
(CMC veya sodyum CMC; Tylosa KN® / Dehydazol®)
Formül
Sodyum CMC .................. 4,50 g
Propilen glikol (veya gliserin) .... 20,00 g
Sodyum nipagin .............. 0,10 g
Saf su ........................ 76,40 g
Hazırlama Yöntemi
Hazırlama yöntemi metilselüloz ile aynıdır.
CMC ayrıca 40–45 °C sıcaklıktaki suya kuvvetli karıştırma altında serpilerek psödo-çözelti oluşturulabilir, ardından oda sıcaklığına kadar karıştırmaya devam edilerek soğutulur.
Kullanım
Eksipiyan.
Dikkat
• Bu jeller katyonik maddeler, güçlü asitler, zamklar, güçlü alkoller ve ağır metal tuzları ile uyumsuzdur.
• Üç tip CMC vardır; polimerizasyon derecesi arttıkça viskozite artar:
Sodyum CMC; neredeyse beyaz, granül, higroskopik bir tozdur ve suda hızla dağılır. Mikroorganizmalara karşı çok hassas olduğundan CMC jellerine mutlaka koruyucu eklenmelidir (nipagin %0,10, nipasol %0,10, sodyum benzoat %1 gibi).
CMC; koyulaştırıcı, emülgatör ve jel yapıcı olarak kullanılır.
Viskozitesi 300–2800 cP arasındadır ve konsantrasyon ile pH’a bağlı olarak değişir.
Not
Etilselüloz, hidroksietilselüloz, hidroksipropilselüloz, metilhidroksipropilselüloz (hipromelloz), metilhidroksimetilselüloz ve kalsiyum karboksimetilselüloz gibi diğer selüloz türevleriyle de jel hazırlanabilir.
Bentonit Jelleri
Formül
Bentonit ................. 15,00 g
Gliserin .................. 10,00 g
Saf su ..................... 75,00 g
Hazırlama Yöntemi
Kullanım
Eksipiyan.
Dikkat
Bentonit; doğal anyonik kolloidal bir kil olup, gri-bej renkli, organik çözücülerde çözünmeyen ancak suda şişerek şekil verilebilir bir kütle oluşturan bir tozdur.
Hidrojel ve oleojel hazırlanmasında, ayrıca emülsiyon ve süspansiyonların stabilizasyonunda kullanılır.
pH 6’nın altında stabil değildir (jel yapısı bozulur) ve hassas ciltlerde her zaman iyi tolere edilmeyebilir.
Not: Laponit jelleri de benzer oranlarda hazırlanır.
Bazı Jel Formülleri
Yanık Jeli (Cooper)
Kalsiyum glukonat ............ 5,00 g
Carbopol® 980 ............... 3,00 g
Trietanolamin ................. q.s. (pH 7)
Saf su qsp .................... 100,00 g
Not: Propilen glikol içermez; çünkü cilt yüzeyinde kalması amaçlanmıştır.
Penetrasyon sağlamayan baz jel
Carbopol® 980 ............... 3,00 g
Trietanolamin ................. q.s. (pH 7)
Saf su qsp .................... 100,00 g
Not: Bu baz, istenen kıvama göre oranları değiştirilerek tekrarlanabilir. Jel nötr kalacak şekilde homojenlik korunmalıdır. Toz veya sıvı etkin maddelerin ilavesi için uygundur.
Hazırlama Yöntemi
Bileşenlerin Etkisi
Kalsiyum glukonat: İç eksiklik durumlarında kalsiyum desteği; haricen astrenjan etki.
Akne Jeli
Salisilik asit ............... 4,00 g
Eritromisin baz .............. 1,60 g
Retinoik asit ................. 0,01 g
Benzoil peroksit ............ 8,00 g
Topigel® sulu qsp .......... 40,00 g
Not
Retinoik asit %1’lik alkollü çözeltide kullanılacaktır (95° alkol içinde %0,05’lik özel bir çözeltiden 20 g kullanılır).
Hesaplamalar
Salisilik asit .................. 4,00 g
Eritromisin baz ................. 1,60 g
Retinoik asit %1 yağlı çözelti ... 1,00 g
Benzoil peroksit ................ 8,00 g
Topigel® sulu qsp .............. 40,00 g
Toplam etkin madde: 14,60 g
Topigel® miktarı: 25,40 g
Hazırlama Yöntemi
Kullanım
Anti-akneik.
Bileşenlerin İncelenmesi
Retinoik asit (tretinoin): Aknenin temel etiyolojik faktörü olan pilosebase ünitenin üst kısmındaki keratinizasyonu düzenler. %0,025–0,05 dozlarında krem, jel veya alkollü solüsyon şeklinde kullanılır.
Eritromisin: Makrolid grubu antibiyotiktir. Özellikle KBB, stomatolojik, bronkopulmoner, kutanöz, genital ve kemik enfeksiyonlarında kullanılır. Meningokokal menenjit temaslılarında profilaktik verilebilir. Topikal kullanımda hafif-orta inflamatuvar aknede Propionibacterium acnes üzerine doğrudan antibakteriyel ve antiinflamatuvar etki gösterir.
Benzoil peroksit: Akne vulgaris tedavisinde kullanılır. Propionibacterium acnes’e karşı antibakteriyel etki, stratum corneum’un hücre içi maddesinin lizisi yoluyla keratolitik etki ve sebostatik etki gösterir.
Topigel® sulu: Karboksivinil polimer içerir; metil parahidroksibenzoat 0,05 g, propil parahidroksibenzoat 0,025 g, saf su qsp 100 g. Metronidazol, benzoil peroksit, eritromisin, üre gibi maddelerin majistral preparatlarında kullanılır.
Nişastalı Salisilik Gliserol %2 (150 g için)
Hesaplamalar
Gerekli salisilik asit:
2 × 150 / 1000 = 0,30 g
Gliserol miktarı:
150 g – 0,30 g = 149,70 g
Ulusal formülerde 100 g için:
Buğday nişastası ........ 6,60 g
Su ......................... 6,60 g
Gliserin ................... 86,80 g
149,70 g için hesaplanan:
Nişasta: 6,60 × 149,70 / 100 = 9,88 g
Su: 6,60 × 149,70 / 100 = 9,88 g
Gliserin: 86,80 × 149,70 / 100 = 129,94 g
Nihai Formül
Salisilik asit ............. 0,30 g
Toz buğday nişastası ...... 9,88 g
İçme suyu .................. 9,88 g
Gliserin .................... 129,94 g
Hazırlama Yöntemi
Saklama
Kapalı kapta.
Kullanım
Dermatolojik hijyen, keratolitik.
Bileşen İncelemesi
Salisilik asit: Güçlü antiseptik ve antipiretik; dahilen nadiren kullanılır. Haricen antiseptik pansumanlarda ve romatizma ağrılarında analjezik olarak kullanılır. Nasır, siğil, ülser, psödomembranlar ve mikotik egzamalarda hafif kostik etki gösterir. %0,5 dozda idrar, bira, şarap ve etlerin korunmasında fermantasyonu engelleyebilir.
Antimikotik Jel (Cooper)
Mikonazol nitrat .......... 0,50 g
Carbopol® 980 ............. 0,20 g
Propilen glikol ............ 2,50 g
Trietanolamin .............. 0,20 g
Saf su qsp .................. 25,00 g
Hesaplamalar
Toplam kuru madde: 3,40 g
Su miktarı: 21,60 g
Nihai Formül
Mikonazol nitrat .......... 0,50 g
Carbopol® 980 ............. 0,20 g
Propilen glikol ............ 2,50 g
Trietanolamin .............. 0,20 g
Saf su ....................... 21,60 g
Hazırlama Yöntemi No 1
Hazırlama Yöntemi No 2
Kullanım
Antifungal.
Mikonazol: Fungizone®.
Ultrason için Kontakt Jel (Cooper)
Carbopol® 980 ............ 3,00 g
Trietanolamin ............. 10,00 g
%1 Patent Mavisi çözeltisi ..... II (2) damla
Konsantre Cétavlon® çözeltisi .... 1,00 g
Saf su ...................... 986,00 g
Hazırlama Yöntemi
Kullanım
Kontakt jel.
Bileşenlerin İncelenmesi
Carbopol®: Suda dağılabilen toz; sulu veya hidroalkolik şeffaf jellerin hazırlanmasında kullanılır. Kullanım dozu %0,5–1’dir. Kullanım şekli: Carbopol®’ü sulu veya alkollü çözeltide ince şekilde disperse edin. Hazırlanan miktara bağlı olarak birkaç saat bekletin. Jel oluşumu için çözelti nötralize edilir (en yaygın nötralizan: trietanolamin).
Trietanolamin: Hafif alkali sıvıdır; oleik ve stearik asit ile çok stabil sabunlar oluşturur (trietanolamin stearat), böylece stabil kremler hazırlanabilir. Ayrıca karboksivinil polimerleri (Carbopol®) nötralize ederek stabil hidrojeller elde edilmesini sağlar. Kullanılacak miktar istenen pH’a göre ayarlanır.
Hazırlayan: Uzm. Ecz. Ahmet Nezihi Pekcan
Kaynaklar;
1-Ege Üniversitesi Yayınları, Eczacılık Fakültesi Yayın No: 5 Farmasötik Teknoloji Pratik El Kitabı Editör Prof. Dr. Özgen Özer
2-Travaux pratiques de préparation et de contitionnement des médicaments, Jean-Marie FONTENEAU, Philippe KLUSIEWICZ
Farmasötik Jel Sistemleri 
