Циклодекстрине (ЦД) је открио Веллиер 1891. Прошло је више од једног века од открића циклодекстрина, који се развио у најважнији предмет супрамолекуларне хемије, који садржи мудрост и труд многих научника и технолога. Виллиерс је први изоловао 3 г супстанце која се могла рекристалисати из воде из 1 кг дигестираног скроба Бациллус амилобацтер (Бациллус), одређујући његов састав (Ц 6 Х 10 О 5)2*3Х2О, који звао се -дрвно брашно.
Циклодекстрин (у даљем тексту ЦД) је бели кристални прах са нетоксичним, нештетним, растворљивим у води, порозним и стабилним карактеристикама, који је циклични олигосахарид са сложеном структуром шупљине састављеном од више молекула глукозе повезаних на глави и реп. Молекуларна структура циклодекстрина је цикличног типа шупљине, због своје посебне структуре, спољашњих хидрофилних и унутрашњих хидрофобних својстава, често се користи за формирање инклузије или модификатора за побољшање физичких и хемијских особина уграђеног материјала. Циклодекстрини који садрже 6, 7 и 8 јединица глукозе, односно α-ЦД, β-ЦД и γ-ЦД, се обично користе у практичним применама, као што је приказано на слици 1. Циклодекстрини се широко користе у области стабилизације укуса хране и мирисе, заштиту фотоосетљивих компоненти, фармацеутске ексципијенте и циљане агенсе, и задржавање мириса у свакодневном хемикалије. Међу уобичајеним циклодекстринима, β-ЦД, у поређењу са α-ЦД и γ-ЦД, има широку примену у различитим областима због умерене величине структуре шупљине, зреле производне технологије и најниже цене.
Бетадек сулфобутил етар натријум(СБЕ-β-ЦД) је јонизовани дериват β-циклодекстрина (β-ЦД) који је Цидек успешно развио 1990-их, а производ је реакције супституције између β-ЦД и 1,4-бутансулфонолактона. Реакција супституције се може одвијати на 2,3,6 угљеник хидроксилној групи β-ЦД глукозне јединице. СБЕ-β-ЦД има предности добре растворљивости у води, ниске нефротоксичности и мале хемолизе, итд., То је фармацеутски ексципијент са одличним перформансама и прошао је одобрење америчке ФДА да се користи као ексципијент за ињекције.
1. Како припремити инклузионе комплексе између АПИ/лекова/НМЕ/НЦЕ и циклодекстрина?
Инклузиони комплекси који садрже циклодекстрине могу се припремити на различите начине, као што су сушење распршивањем, сушење замрзавањем, гњечење и физичко мешање. Метода припреме се може изабрати из низа прелиминарних тестова да би се утврдила ефикасност укључивања за дату методу. Да би се комплекс припремио у чврстом облику, растварач треба уклонити у последњем кораку процеса. Припрема инклузије или комплекса у воденом медијуму је веома једноставна коришћењем хидроксипропил-β-циклодекстрина (ХПБЦД). Општи принцип укључује растварање квантитативне количине ХПБЦД, добијање воденог раствора, додавање активног састојка овом раствору и мешање док се не формира бистрени раствор. На крају, комплекс се може сушити замрзавањем или сушити распршивањем.
2. Када треба да размислим о употреби циклодекстрина у својим формулацијама?
① Ово може утицати на биорасположивост када је активни састојак слабо растворљив у води.
② Када је време потребно да се достигне ефективни ниво оралног лека у крви због спорих стопа растварања и/или непотпуне апсорпције.
③ Када је потребно формулисати водене капи за очи или ињекције које садрже нерастворљиве активне састојке.
④ Када је активни састојак нестабилан у физичко-хемијским својствима.
⑤ Када је прихватљивост лека лоша због непријатног мириса, горког, астрингентног или иритантног укуса.
⑥ Када је потребно за ублажавање нежељених ефеката (као што су иритација грла, ока, коже или стомака).
⑦ Међутим, када је активни састојак у течном облику, пожељни облик лека су стабилизоване таблете, прашкови, водени спрејеви и слично.
3. Да ли циљна једињења формирају комплексе са циклодекстринима?
(1) Општи предуслови за формирање фармацеутски корисних инклузијских комплекса са циљним једињењима. Прво, важно је знати природу циљног једињења, а у случају малих молекула, могу се узети у обзир следећа својства:
① Обично више од 5 атома (Ц, О, П, С и Н) чине кичму молекула.
② Обично мање од 5 кондензованих прстенова у молекулу
③ Растворљивост мања од 10 мг/мл у води
④ Температура топљења испод 250°Ц (иначе је кохезија између молекула прејака)
⑤ Молекуларна тежина између 100-400 (што је мањи молекул, мањи је садржај лека у комплексу, велики молекули неће стати у шупљину циклодекстрина)
⑥ Електростатичко наелектрисање присутно на молекулу
(2) За велике молекуле, већина случајева неће дозволити потпуну инкапсулацију унутар шупљине циклодекстрина. Међутим, бочни ланци у макромолекулима могу да садрже погодне групе (нпр. ароматичне аминокиселине у пептидима) које могу да ступе у интеракцију са и формирају делимичне комплексе са циклодекстринима у воденом раствору. Пријављено је да је стабилност водених раствора инсулина или других пептида, протеина, хормона и ензима значајно побољшана у присуству погодних циклодекстрина. Узимајући у обзир горе наведене факторе, следећи корак би био спровођење лабораторијских тестова како би се проценило да ли циклодекстрини постижу функционална својства (нпр. побољшана стабилност, побољшана растворљивост).
