Water-in-oil (W/O) emulsions were investigated using light scattering and rheology to determine the effect of polyglycerol polyricinoleate (PGPR) concentration and inner aqueous phase composition on stability. Using high-pressure homogenization and 2% PGPR it was possible to obtain small and stable W/O emulsion droplets with 30% water. The emulsions were then incorporated in a water-in-oil-in-water (W/O/W) emulsion, and droplets were still present in the inner phase after one month of storage, as clearly shown by confocal microscopy. Encapsulation efficiencies were tested using a water-soluble dye, brilliant blue and a divalent cation, magnesium chloride. The encapsulation efficiency and stability of the encapsulated material depended on the nature of the material being encapsulated.

Atualmente, tem se dado grande importância à criação de novos sistemas de liberação de princípios ativos. Na área cosmética, os sistemas em destaque são nanoemulsões, emulsões múltiplas e emulsões contendo cristais líquidos/fase gel lamelar. Nas emulsões múltiplas coexistem emulsões dos tipos O/A e A/O. Elas possuem inúmeras vantagens sobre outros sistemas de liberação, como por exemplo, a possibilidade de veicular dois ativos incompatíveis em compartimentos diferentes e controlar o perfil de liberação dos mesmos. Além disso, possuem biocompatibilidade, completa biodegradabilidade e podem ser usados diferentes óleos e tensoativos. Outra tendência recente em cosmetologia é o emprego de matérias-primas vegetais associadas a sistemas de liberação de princípios ativos, para formulação de novos produtos com apelo comercial e sustentável. O objetivo deste trabalho foi desenvolver um novo sistema de emulsão múltipla, por etapa única, que tivesse estabilidade características diferenciadas. Para tanto, elegeu-se dois óleos vegetais: girassol e gergelim, que foram usados separadamente no desenvolvimento dessas emulsões. O método de emulsificação utilizado foi o método de inversão de fases (EPI). Foi determinado o EHL crítico para cada um dos óleos, 6,5 para o óleo de girassol e 5,0 para o óleo de gergelim. Os pares de tensoativos escolhidos para o estudo foram Steareth 2 - Steareth 20 para óleo de girassol e Span® 60 - R400 para óleo de gergelim. Foram construídos dois diagramas pseudoternários, um para cada sistema, com o objetivo de definir variáveis relevantes à composição (fração aquosa, fração oleosa, porcentagem de tensoativo). Foram selecionadas as melhores emulsões para prosseguimento dos estudos de estabilidade, avaliada por meio dos seguintes testes físico-químicos: medições de pH, condutividade elétrica, granulometria e medidas reológicas. O método de emulsificação em etapa única por inversão de fases se mostrou eficiente na produção de emulsões múltiplas estáveis. Foi desenvolvida uma emulsão múltipla com características diferenciadas a partir do óleo de girassol: emulsão múltipla contendo fase gel-lamelar, um sistema ainda não descrito na literatura. As características das emulsões múltiplas descritas nesse trabalho, a saber: o uso de óleos vegetais como os óleos de girassol e gergelim; baixas concentrações de tensoativos; multiplicidade dos glóbulos e fase gel lamelar no mesmo sistema; são características desejáveis para a indústria cosmética, o que as tornam potenciais sistemas de liberação de ativos. / Currently, it has been given great importance to the creation of new delivery systems for active ingredients. In the cosmetic area, the highlighted systems are nanoemulsions, multiple emulsions and liquid crystal/lamellar gel phase emulsions. In multiple emulsions coexist O/W and W/O types of emulsions. They have several advantages over other delivery systems, such as the possibility of carry out two incompatible active ingredients in different compartments and the control of the release of the same. Moreover, they have biocompatibility, biodegradability and different oils and surfactants can be used. Another recent trend in cosmetology is the use of vegetable raw materials associated with the delivery systems for active ingredients, to formulate new products with commercial and sustainable appeal. The objective of this study was to develop a new system of multiple emulsion, in one step emulsification, which have stability and distinctive features. It was selected two vegetable oils: sunflower and sesame, which were used separately in the development of the multiple emulsions. The method of emulsification used was emulsion phase inversion (EPI). The critical HLB of oils was, 6.5 for sunflower oil and 5.0 for sesame oil, respectively. The pairs of surfactants chosen for the study were Steareth 2 - Steareth 20 for sunflower oil and Span® 60 - R400 for sesame oil. We constructed two pseudo-ternary diagrams, one for each system, in order to define variables relevant to the composition (water and oil fraction, percentage of surfactant). We selected the best emulsions for further investigation. Stability of the emulsions was evaluated by the following physico-chemical tests: measurements of pH, electrical conductivity, particle size and rheological measurements. The method of one-step emulsification was efficient in producing stable multiple emulsions. A multiple emulsion from sunflower oil was developed with distinctive features: gel-lamellar phase multiple emulsion, a system not described yet. The characteristics of multiple emulsions described in this work, to know: use of vegetable oils, as sunflower and sesame oils; low concentrations of surfactants; multiplicity of droplets and lamellar gel phase at same system; they are desirable characteristics for the cosmetic industry, and they make these multiple emulsion potential delivery systems.

<p>Cilj ove doktorske disertacije je dobijanje vi&scaron;estrukih V₁/U/V₂ emulzija kao nosača aktivnih materija u dvostepenom postupku, pri čemu se za drugi korak pripreme koristi tehnika membranskog emulgovanja (ME), na membrani od sinterovanog stakla implementiranoj u ćeliju sa me&scaron;anjem. Proces ME koristi se u svrhu unapređenja karakteristika formiranih emulzija, u smislu bolje kontrole veličine i raspodele veličina formiranih kapi, koje mogu da dovedu do razlika u stepenu inkapsulacije aktivnih materija u unutra&scaron;njoj vodenoj fazi, u odnosu na proces u kome se za drugi korak pripreme emulzija koristi tehnika homogenizacije.<br />Kompletna optimizacija sastava V₁/U emulzija, koja obuhvata određivanje koncentracije hidrofobnog emulgatora (PGPR), lipofobne materije (NaCl) i tikvinog ulja kao sekundarne aktivne komponente, rezultirala je formiranjem stabilnih nanoemulzija sa pobolj&scaron;anim nutritivnim svojstvima. Nutritivno unapređeni emulzioni sistemi optimizovanog sastava kori&scaron;ćeni su za inkapsulaciju primarnih aktivnih komponenata (vodenog i etanolnog ekstrakata belog luka) u cilju za&scaron;tite bioaktivnih sastojaka i maskiranja neprijatnog mirisa i ukusa. Nakon definisanja sastava svih faza vi&scaron;estrukih emulzija, koje ukljuĉuje određivanje tipa hidrofilnog emulgatora i njegove koncentracije, kao i ispitivanja uticaja dodavanja osmotskog regulatora (glukoze) u spolja&scaron;nju vodenu fazu na stabilnost sistema i difuziju lipofoba, formirane su vi&scaron;estruke emulzije sa unetim aktivnim komponentama membranskim emulgovanjem u ćeliji sa me&scaron;anjem. Sistematiĉna karakterizacija membrane od sinter stakla kao ekonomski opravdanog membranskog materijala, dala je mogućnost njegove primene u procesu. Detaljno ispitivanje uticaja procesnih parametara (transmembranskog pritiska i brzine me&scaron;anja) i vi&scaron;ekriterijumska optimizacija procesa ME, dovela su do formiranja vi&scaron;estrukih emulzija sa užom raspodelom veličina kapi, koja je indirektno uticala i na pobolj&scaron;anje zadržavanja inkapsuliranog materijala u unutra&scaron;njosti emulzija tokom vremena, u odnosu na emulzije pripremljene u postupku homogenizacije.</p> / <p style="text-align: justify;">The aim of this doctoral thesis was to prepare multiple W/O/W emulsions with encapsulated active substances in both phases, by a two-step process, where the stirred cell membrane emulsification (ME) process, with a sintered glass filter disk as a membrane, was used as the second step, instead of conventional process (homogenization). The ME process was employed in order to improve the characteristics of the formed emulsions, in terms of better control of the size and droplet size distribution, that can change the encapsulation degree of active ingredients in the internal aqueous phase.<br />The complete optimization of W/O emulsion composition, which includes determination of optimal contents of a hydrophobic emulsifier (PGPR), a lipophobic substance (NaCl) and pumpkin seed oil as an active component of the oil phase, resulted in the formation of stable nanoemulsions with improved nutritional properties. This nutritionally enhanced emulsion was used to encapsulate primary active ingredients (aqueous and ethanol garlic extract), in order to protect instable bioactive compounds of the extracts and mask the unpleasant smell and taste. After defining the composition of all phases of multiple emulsions, which includes determination of a suitable hydrophilic emulsifier and its optimal content, as well as examining the effect of addition of an osmotic regulator (glucose) in the external aqueous phase on the emulsion stability and lipophobe diffusion, multiple emulsions with encapsulated active components were formed by membrane emulsification in the stirred cell. The complete characterization of the sintered glass as an economically favourable membrane material, gave the possibility of its application in the process. Investigation of the influence of process parameters (transmembrane pressure and impeller rotation speed) and multiobjective optimization of ME, led to the formation of the multiple emulsions with a narrow droplet size distribution, which had improved retention of encapsulated material in the internal water phase over time, relative to the emulsions prepared by the homogenization process.</p>

Atualmente, tem se dado grande importância à criação de novos sistemas de liberação de princípios ativos. Na área cosmética, os sistemas em destaque são nanoemulsões, emulsões múltiplas e emulsões contendo cristais líquidos/fase gel lamelar. Nas emulsões múltiplas coexistem emulsões dos tipos O/A e A/O. Elas possuem inúmeras vantagens sobre outros sistemas de liberação, como por exemplo, a possibilidade de veicular dois ativos incompatíveis em compartimentos diferentes e controlar o perfil de liberação dos mesmos. Além disso, possuem biocompatibilidade, completa biodegradabilidade e podem ser usados diferentes óleos e tensoativos. Outra tendência recente em cosmetologia é o emprego de matérias-primas vegetais associadas a sistemas de liberação de princípios ativos, para formulação de novos produtos com apelo comercial e sustentável. O objetivo deste trabalho foi desenvolver um novo sistema de emulsão múltipla, por etapa única, que tivesse estabilidade características diferenciadas. Para tanto, elegeu-se dois óleos vegetais: girassol e gergelim, que foram usados separadamente no desenvolvimento dessas emulsões. O método de emulsificação utilizado foi o método de inversão de fases (EPI). Foi determinado o EHL crítico para cada um dos óleos, 6,5 para o óleo de girassol e 5,0 para o óleo de gergelim. Os pares de tensoativos escolhidos para o estudo foram Steareth 2 - Steareth 20 para óleo de girassol e Span® 60 - R400 para óleo de gergelim. Foram construídos dois diagramas pseudoternários, um para cada sistema, com o objetivo de definir variáveis relevantes à composição (fração aquosa, fração oleosa, porcentagem de tensoativo). Foram selecionadas as melhores emulsões para prosseguimento dos estudos de estabilidade, avaliada por meio dos seguintes testes físico-químicos: medições de pH, condutividade elétrica, granulometria e medidas reológicas. O método de emulsificação em etapa única por inversão de fases se mostrou eficiente na produção de emulsões múltiplas estáveis. Foi desenvolvida uma emulsão múltipla com características diferenciadas a partir do óleo de girassol: emulsão múltipla contendo fase gel-lamelar, um sistema ainda não descrito na literatura. As características das emulsões múltiplas descritas nesse trabalho, a saber: o uso de óleos vegetais como os óleos de girassol e gergelim; baixas concentrações de tensoativos; multiplicidade dos glóbulos e fase gel lamelar no mesmo sistema; são características desejáveis para a indústria cosmética, o que as tornam potenciais sistemas de liberação de ativos. / Currently, it has been given great importance to the creation of new delivery systems for active ingredients. In the cosmetic area, the highlighted systems are nanoemulsions, multiple emulsions and liquid crystal/lamellar gel phase emulsions. In multiple emulsions coexist O/W and W/O types of emulsions. They have several advantages over other delivery systems, such as the possibility of carry out two incompatible active ingredients in different compartments and the control of the release of the same. Moreover, they have biocompatibility, biodegradability and different oils and surfactants can be used. Another recent trend in cosmetology is the use of vegetable raw materials associated with the delivery systems for active ingredients, to formulate new products with commercial and sustainable appeal. The objective of this study was to develop a new system of multiple emulsion, in one step emulsification, which have stability and distinctive features. It was selected two vegetable oils: sunflower and sesame, which were used separately in the development of the multiple emulsions. The method of emulsification used was emulsion phase inversion (EPI). The critical HLB of oils was, 6.5 for sunflower oil and 5.0 for sesame oil, respectively. The pairs of surfactants chosen for the study were Steareth 2 - Steareth 20 for sunflower oil and Span® 60 - R400 for sesame oil. We constructed two pseudo-ternary diagrams, one for each system, in order to define variables relevant to the composition (water and oil fraction, percentage of surfactant). We selected the best emulsions for further investigation. Stability of the emulsions was evaluated by the following physico-chemical tests: measurements of pH, electrical conductivity, particle size and rheological measurements. The method of one-step emulsification was efficient in producing stable multiple emulsions. A multiple emulsion from sunflower oil was developed with distinctive features: gel-lamellar phase multiple emulsion, a system not described yet. The characteristics of multiple emulsions described in this work, to know: use of vegetable oils, as sunflower and sesame oils; low concentrations of surfactants; multiplicity of droplets and lamellar gel phase at same system; they are desirable characteristics for the cosmetic industry, and they make these multiple emulsion potential delivery systems.

Nous nous sommes intéressés aux émulsions multiples stimulables formées en une étape d’émulsification mécanique. Ces émulsions sont stabilisées par des copolymères amphiphiles synthétisés par polymérisation radicalaire contrôlée par transfert d’atome. L’ajustement du pH et de la force ionique permet la préparation de différents types d’émulsion, dont des émulsions multiples à phase eau (E/H/E) ou huile (H/E/H) continue qui sont stables sur plusieurs mois. Nous avons étudié deux systèmes entièrement biocompatibles permettant la formation d’émulsions E/H/E stabilisées par un unique copolymère, de type poly(diméthylsiloxane)-b-poly(méthacrylate de diméthylamino éthyle). Les émulsions eau/ Miglyol® 812/eau ainsi formulées permettent l’encapsulation et la libération contrôlée de composés hydrophiles par les trois stimuli : pH, force ionique et température. Par ailleurs, nous nous sommes intéressés aux conditions de formation d’émulsions multiples à partir d’un système modèle eau – toluène – polystyrène-b-poly(styrène-st-méthacrylate de diméthylamino éthyle). Nous avons sondé la conformation du copolymère à l’interface eau – huile par réflectivité de neutrons. Les résultats obtenus montrent une corrélation entre cette conformation et le type d’émulsion. De plus, l’obtention d’émulsions multiples est favorisée par la réduction de la courbure des microémulsions formées dans l’eau, telles qu’étudiées par cryo-microscopie électronique à transmission et diffusion de neutrons aux petits angles. Enfin, des critères prédictifs de la formation d’émulsions multiples ont été obtenus grâce à des mesures de tension interfaciale et du partitionnement du copolymère entre les deux phases. / We studied stimuli-responsive multiple emulsions formed in a one-step mechanical emulsification process. These emulsions are stabilized by amphiphilic copolymers synthesized by atom transfer radical polymerization. Depending on pH, ionic strength and temperature, different emulsion types can be obtained, including water-continuous (W/O/W) and oil-continuous (O/W/O) multiple emulsions. These emulsions are stable during several months. We formed W/O/W emulsions with two entirely biocompatible systems using a poly(dimethylsiloxane)-b-poly(dimethylaminoethyl methacrylate) copolymer. Water/Miglyol® 812/water emulsions formulated with this copolymer enable the encapsulation and controlled release of hydrophilic species with the three stimuli: pH, ionic strength and temperature. Furthermore, we studied the formation conditions of multiple water – toluene – polystyrene-b-poly(styrene-st-dimethylaminoethyl methacrylate) emulsions. We probed the conformation of the polymer adsorbed at the water – oil interface using neutron reflectivity. Our results show an existing correlation between emulsion type and polymer conformation. Moreover, the formation of multiple emulsions is promoted by a decrease in the curvature of the microemulsions formed in water, which was assessed by cryo transmission electron microscopy and small angle neutron scattering. Finally, we settled predictive criteria for the formation of multiple emulsions. These criteria are based on interfacial tension and polymer partitioning measurements.

As emulsões múltiplas mostram-se como veículos promissores em várias áreas das ciências cosmética e farmacêutica. O estudo do método de obtenção de emulsões múltiplas em etapa única é ferramenta útil para elucidação de seus aspectos físico-químicos e para viabilizar sua aplicação tecnológica. O objetivo da pesquisa foi desenvolver e caracterizar os aspectos físico-químicos do processo de emulsificação em etapa única, das emulsões múltiplas A/O/A obtidas e dos tensoativos empregados. Testes preliminares de estabilidade e avaliação do seu perfil de liberação (cafeína) foram realizados. Nanoemulsões foram inicialmente obtidas pela metodologia proposta, resultado de processo de emulsificação por inversão de fases. Suas características físico-químicas foram determinadas (valores de pH, potencial zeta e granulometria) e a influência de aditivos avaliada. Para o desenvolvimento da emulsão múltipla foram realizadas análises qualitativas e quantitativas das variáveis relevantes à composição (tipo de fase oleosa, de tensoativo hidrofílico, valor de EHL, emprego de diagrama ternário) e ao método de emulsificação (temperatura de aquecimento das fases e de emulsificação, ordem de adição e velocidade de agitação). Os estudos das propriedades físico-químicas dos tensoativos e do filme interfacial formado (cloud point, tensão superficial, CMC, reologia interfacial, reologia de fluxo e isotermas de Langmuir) foram primordiais para compreensão dos fenômenos envolvidos e relevantes ao processo de emulsificação proposto. As emulsões múltiplas foram caracterizadas quanto aos aspectos macro e microscópico, granulometria, valores de pH, potencial zeta, viscosidade relativa, perfil reológico e influência da adição de macromoléculas. A temperatura de manipulação e de emulsificação (78±2grausC) foram parâmetros fundamentais para obtenção destes sistemas em etapa única. Seus aspectos macro e microscópico foram extremamente dependentes da temperatura de emulsificação. Os resultados indicam glóbulos múltiplos consideravelmente menores do que os relatados pela literatura. Foi possível observar, no intervalo de temperatura considerado crítico para o processo, valores de tensão superficial/interfacial mínimos. Os resultados de elasticidade superficial sugerem que o comportamento das moléculas de tensoativos, em associação ou não, foi marcadamente influenciado pela temperatura e que o aumento do número de moléculas do tensoativo hidrofólico na superfície foi desfavorável as interações intramoleculares. A isoterma para os tensoativos em associação e em função da temperatura exibiu marcante inflexão para a faixa de temperatura crítica. Este comportamento indica uma dramática alteração na microestrutura do filme interfacial. O processo de encapsulação foi considerado eficiente. Os resultados obtidos indicam que, no atual estágio de desenvolvimento, não foi possível definir um perfil de liberação para a emulsão múltipla em análise. O método de emulsificação escolhido permitiu a obtenção de sistema múltiplo em etapa única, determinado pelas características físico-químicas dos tensoativos empregados, em especial do tensoativo hidrofílico derivado do óleo de rícino e do processo proposto. A formação de emulsões múltiplas anormais não ocasionais ou momentâneas sugere uma combinação dos processos de inversão de fases transicional, influência do emprego de tensoativos não-iônicos etoxilados, e catastrófica, influência da razão entre o volume da fase dispersa e dispersante. As emulsões múltiplas obtidas apresentaram difícil reprodutibilidade microestrutural; entretanto podem ser consideradas estáveis frente às metodologias de avaliação e análise empregadas. / Multiple emulsions are potential vehicles not only for the cosmetic science, but also for the pharmaceutical science. Study the manufacture process of multiple emulsions by one step is a useful tool for understanding their physical-chemistry aspects and making their technological application practicable as well. The goals of this research were to development and characterize the physical chemistry features of the emulsification process by one step, the W/O/W multiple emulsions produced and the surfactants employed. Preliminary stability tests and evaluation of the release profile (caffeine) were carried out. Initially, nano-emulsions were produced by the proposed methodology, resulting from phase inversion emulsification process. Their physical chemistry aspects (pH and zeta potential values and size distribution) and electrolytes addition influence were evaluated. In order to develop the multiple emulsions, noteworthy qualitative and quantitative variables related to the composition (oil phase and hydrophilic surfactant types, HLB values, phase diagram) and to emulsification process (heating and emulsification temperatures, addition order and agitation speed) were analyzed. Analyses of the physical chemistry aspects of the surfactants in solution and their interfacial film (cloud point, surface tension, CMC, interfacial and flux rheology, and Langmuir isotherms) were essential in order to understand the phenomena related to proposed emulsification process. Multiple emulsion analyses (macroscopic, microscopic, size distribution, pH and zeta potential values, relative viscosity, rheological profile and macromolecule addition influence) were carried out. Production and emulsification temperatures (78±2grausC) were fundamental parameters in order to obtain multiple droplets by one step. Their macro and microscopic aspects were completely conditioned by the emulsification temperature. The sizes of the multiple droplets obtained were significantly smaller than those reported in the literature. For the critical temperature range, the minimum surface tension values were reached. Surface elasticity results suggest that the behavior of the surfactant molecules, in association or not, was fundamentally influenced by the temperature. Increasing surfactant molecule moieties on the surface, the intra molecular interactions were misplaced. The Langmuir isotherm as a function of the temperature demonstrated distinctive behavior for the critical temperature range, where the transition phase into solid state and soon afterwards some collapse could be observed. This phenomenon indicated some dramatic alteration of the surface film microstructure. The encapsulation process was regarded as efficient. The release profile studies demonstrated that the dispersed system in analysis was not ready yet for this research stage. The proposed emulsification process was able to produce multiple droplets by one step; moreover this result presented direct influence of the surfactant physical chemistry features, particularly the hydrophilic one, castor oil derivate, and of the methodology employed. The abnormal, non-occasional and non-transitory, multiple emulsion formation suggest a combination of transitional (ethoxylated non ionic surfactant influence), and catastrophic (dispersed/dispersant ratio influence) phase inversion processes. The obtained multiple emulsions presents microstructure aspects were not easily reproducible; however those were regarded stable for the analysis methodology employed.

As emulsões múltiplas mostram-se como veículos promissores em várias áreas das ciências cosmética e farmacêutica. O estudo do método de obtenção de emulsões múltiplas em etapa única é ferramenta útil para elucidação de seus aspectos físico-químicos e para viabilizar sua aplicação tecnológica. O objetivo da pesquisa foi desenvolver e caracterizar os aspectos físico-químicos do processo de emulsificação em etapa única, das emulsões múltiplas A/O/A obtidas e dos tensoativos empregados. Testes preliminares de estabilidade e avaliação do seu perfil de liberação (cafeína) foram realizados. Nanoemulsões foram inicialmente obtidas pela metodologia proposta, resultado de processo de emulsificação por inversão de fases. Suas características físico-químicas foram determinadas (valores de pH, potencial zeta e granulometria) e a influência de aditivos avaliada. Para o desenvolvimento da emulsão múltipla foram realizadas análises qualitativas e quantitativas das variáveis relevantes à composição (tipo de fase oleosa, de tensoativo hidrofílico, valor de EHL, emprego de diagrama ternário) e ao método de emulsificação (temperatura de aquecimento das fases e de emulsificação, ordem de adição e velocidade de agitação). Os estudos das propriedades físico-químicas dos tensoativos e do filme interfacial formado (cloud point, tensão superficial, CMC, reologia interfacial, reologia de fluxo e isotermas de Langmuir) foram primordiais para compreensão dos fenômenos envolvidos e relevantes ao processo de emulsificação proposto. As emulsões múltiplas foram caracterizadas quanto aos aspectos macro e microscópico, granulometria, valores de pH, potencial zeta, viscosidade relativa, perfil reológico e influência da adição de macromoléculas. A temperatura de manipulação e de emulsificação (78±2grausC) foram parâmetros fundamentais para obtenção destes sistemas em etapa única. Seus aspectos macro e microscópico foram extremamente dependentes da temperatura de emulsificação. Os resultados indicam glóbulos múltiplos consideravelmente menores do que os relatados pela literatura. Foi possível observar, no intervalo de temperatura considerado crítico para o processo, valores de tensão superficial/interfacial mínimos. Os resultados de elasticidade superficial sugerem que o comportamento das moléculas de tensoativos, em associação ou não, foi marcadamente influenciado pela temperatura e que o aumento do número de moléculas do tensoativo hidrofólico na superfície foi desfavorável as interações intramoleculares. A isoterma para os tensoativos em associação e em função da temperatura exibiu marcante inflexão para a faixa de temperatura crítica. Este comportamento indica uma dramática alteração na microestrutura do filme interfacial. O processo de encapsulação foi considerado eficiente. Os resultados obtidos indicam que, no atual estágio de desenvolvimento, não foi possível definir um perfil de liberação para a emulsão múltipla em análise. O método de emulsificação escolhido permitiu a obtenção de sistema múltiplo em etapa única, determinado pelas características físico-químicas dos tensoativos empregados, em especial do tensoativo hidrofílico derivado do óleo de rícino e do processo proposto. A formação de emulsões múltiplas anormais não ocasionais ou momentâneas sugere uma combinação dos processos de inversão de fases transicional, influência do emprego de tensoativos não-iônicos etoxilados, e catastrófica, influência da razão entre o volume da fase dispersa e dispersante. As emulsões múltiplas obtidas apresentaram difícil reprodutibilidade microestrutural; entretanto podem ser consideradas estáveis frente às metodologias de avaliação e análise empregadas. / Multiple emulsions are potential vehicles not only for the cosmetic science, but also for the pharmaceutical science. Study the manufacture process of multiple emulsions by one step is a useful tool for understanding their physical-chemistry aspects and making their technological application practicable as well. The goals of this research were to development and characterize the physical chemistry features of the emulsification process by one step, the W/O/W multiple emulsions produced and the surfactants employed. Preliminary stability tests and evaluation of the release profile (caffeine) were carried out. Initially, nano-emulsions were produced by the proposed methodology, resulting from phase inversion emulsification process. Their physical chemistry aspects (pH and zeta potential values and size distribution) and electrolytes addition influence were evaluated. In order to develop the multiple emulsions, noteworthy qualitative and quantitative variables related to the composition (oil phase and hydrophilic surfactant types, HLB values, phase diagram) and to emulsification process (heating and emulsification temperatures, addition order and agitation speed) were analyzed. Analyses of the physical chemistry aspects of the surfactants in solution and their interfacial film (cloud point, surface tension, CMC, interfacial and flux rheology, and Langmuir isotherms) were essential in order to understand the phenomena related to proposed emulsification process. Multiple emulsion analyses (macroscopic, microscopic, size distribution, pH and zeta potential values, relative viscosity, rheological profile and macromolecule addition influence) were carried out. Production and emulsification temperatures (78±2grausC) were fundamental parameters in order to obtain multiple droplets by one step. Their macro and microscopic aspects were completely conditioned by the emulsification temperature. The sizes of the multiple droplets obtained were significantly smaller than those reported in the literature. For the critical temperature range, the minimum surface tension values were reached. Surface elasticity results suggest that the behavior of the surfactant molecules, in association or not, was fundamentally influenced by the temperature. Increasing surfactant molecule moieties on the surface, the intra molecular interactions were misplaced. The Langmuir isotherm as a function of the temperature demonstrated distinctive behavior for the critical temperature range, where the transition phase into solid state and soon afterwards some collapse could be observed. This phenomenon indicated some dramatic alteration of the surface film microstructure. The encapsulation process was regarded as efficient. The release profile studies demonstrated that the dispersed system in analysis was not ready yet for this research stage. The proposed emulsification process was able to produce multiple droplets by one step; moreover this result presented direct influence of the surfactant physical chemistry features, particularly the hydrophilic one, castor oil derivate, and of the methodology employed. The abnormal, non-occasional and non-transitory, multiple emulsion formation suggest a combination of transitional (ethoxylated non ionic surfactant influence), and catastrophic (dispersed/dispersant ratio influence) phase inversion processes. The obtained multiple emulsions presents microstructure aspects were not easily reproducible; however those were regarded stable for the analysis methodology employed.