Откриће циклодекстрина један је од најважнијих корака напред у историји хране и медицине. Овај природни циклични олигосахарид променио је начин на који испоручујемо лекове, чувамо храну свежом и користимо многе друге хемикалије у индустрији. Прудуцт прави инклузионе комплексе који се баве важним проблемима у многим областима захваљујући својој карактеристичној молекуларној структури, која има хидрофобну унутрашњу шупљину и хидрофилну спољашњу површину. Овај флексибилни ексципијент мења науку о формулацијама и производним процесима широм света. Може све, од побољшања апсорпције лекова до скривања лошег укуса у лековима.
Када погледамо како циклодекстрин функционише на молекуларном нивоу, занимљиво поље супрамолекуларне хемије оживљава. Јединице глукозе у овим молекулима у облику конуса повезане су α-1,4-гликозидним везама. Постоје три главна типа: алфа-циклодекстрин, који има шест јединица глукозе, бета-циклодекстрин, који има седам јединица, и гама-циклодекстрин, који има осам јединица.
Шупљине у свакој верзији су различите величине, што омогућава молекулима да се вежу и ступају у интеракцију са различитим једињењима. За алфа-циклодекстрин, ширина хидрофобне шупљине је између 4,7 и 5,3 А, а за гама-циклодекстрин је између 7,5-8,3 А. Ова способност одабира праве величине омогућава прецизну инкапсулацију молекула на основу њихових хемијских и физичких својстава.
Температура, пХ, однос концентрације и термодинамички компатибилни молекули домаћина и госта су неке од ствари које утичу на то колико су молекули добро инкапсулирани. Истраживачи су открили да се најбоље формирање инклузијског комплекса дешава када се молекул госта савршено уклапа у џеп прудукта, максимално искориштавајући ван дер Валсове силе и хидрофобне интеракције.
Око 40% лекова на тржишту и до 90% једињења у истраживањима имају проблема са нерастварањем у води. Инклузиони комплекси циклодекстрина решавају овај проблем тако што знатно побољшавају стопе апсорпције и разградње. Када молекули лека који не воле воду уђу у џеп прудукта, формирају комплекс који држи лек у стању које изгледа као да је растворен.
Клинички тестови показују да комплексирање циклодекстрина може учинити једињења која се не растварају лако 200 до 500% биодоступнијом. Ињекција вориконазола, која се прави сабетадекс сулфобутил етар натријум, је добар пример колико добро ова метода функционише у комерцијалним лековима.
Проблеми са фармацеутском стабилношћу коштају индустрију милијарде долара сваке године у рефундацији производа и напорима да се промени начин на који се лекови праве. Инкапсулација циклодекстрина спречава светлост, кисеоник, топлоту и влагу од разлагања активних медицинских састојака који су осетљиви на њих.
Комплекс делује као молекуларни штит, значајно продужавајући рок трајања уз задржавање терапеутске ефикасности. Такође, формулације са контролисаним ослобађањем које дају лекове континуирано током дужег временског периода су могуће када се циклодекстрин помеша са материјалима као што је хидроксипропил метилцелулоза.
Придржавање пацијената је веома важно за успех терапије, посебно за децу и старије особе. Многи активни састојци имају киселкаст, метални или на неки други начин непријатан укус због чега је мање вероватно да ће људи узимати лекове како је прописано.
Стављањем лоших молекула у хидрофобну шупљину, инкапсулација циклодекстрина успешно сакрива ове органолептичке особине. Укусни пупољци не могу да покупе хемикалије које су затворене, али лек се и даље може апсорбовати када стигне у црева.
Када се лекови дају путем ИВ, они морају испунити веома високе стандарде безбедности и ефикасности. Деривати циклодекстрина, посебносулфобутил етар-бета-циклодекстринихидроксипропил-бета-циклодекстрин, веома добро се толеришу када се дају кроз ИВ.
Ови ексципијенти омогућавају формулисање хемикалија које раније нису могле да се испоруче јер се довољно добро растварају без употребе штетних корастварача. Брза разградња инклузијских комплекса у крвној плазми осигурава да је лек одмах доступан док спречава накупљање ексципијената.
Постоји сталан притисак на прехрамбене послове да користе мање синтетичких конзерванса уз задржавање квалитета и безбедности својих производа. Инкапсулацијом природних антимикробних средстава, антиоксиданата и састојака укуса у молекуле, технологија циклодекстрина нуди нове начине за решавање проблема.
Етерична уља која су инкапсулирана задржавају своја антибактеријска својства, али губе јаке укусе због којих би укус хране могао бити прејак. Ова апликација природно продужава рок трајања производа док задовољава потражњу купаца за производима „чисте етикете“.
Многе добре хемикалије, попут куркумина, ресвератрола и омега-3 масних киселина, нису биодоступне, што значи да се не могу користити као лек. Комплексација циклодекстрина знатно олакшава апсорпцију ових хранљивих састојака.
Студије показују да су концентрације комплекса куркумин-циклодекстрин у плазми 10-15 пута веће од оних у нормалним формулацијама куркумина. Са овим побољшањем, оралне дозе које раније нису деловале сада се могу терапеутски користити за људе који траже природне здравствене могућности.
Испарљива једињења укуса отежавају складиштење и припрему хране на одређене начине. Када се нешто прави, високе температуре могу уништити деликатне укусе, а када се складишти, услови могу учинити да се укуси померају или погоршају.
Инкапсулација циклодекстрина чува ове вредне хемикалије безбедним током обраде и омогућава им да се полако ослобађају током конзумирања. Технологија задржава исте укусе од фарме до тањира, што чини купце срећнијим и побољшава квалитет производа.
Поред своје традиционалне употребе у медицини и прехрамбеној индустрији, може се користити иу животној средини. Кроз селективно молекуларно препознавање и инкапсулацију, ови молекули су веома добри у уклањању органских токсина из загађене воде и земљишта.
Материјали направљени од производа могу извући хербициде, индустријска растварача и нафтне деривате из еколошких матрица. Загађивачи који су инкапсулирани се лакше одвајају и безбедно уклањају, што помаже у чишћењу животне средине широм света.
Напредна употреба хемијских сензора омогућена је способностима молекуларног препознавања које га чине корисним за испоруку лекова. Користећи модификоване деривате циклодекстрина, појединачни молекули се могу наћи у сложеним смешама стварањем инклузијских комплекса који шаљу сигнале који се могу мерити.
Ови сензори се користе за тестирање безбедности хране, праћење околине и проверу квалитета лекова. Хемија домаћин-гост је боља од многих других дијагностичких метода јер је селективнија и осетљивија.
Формулатори могу на најбољи начин искористити циклодекстрин разумевањем физике инклузијских комплекса. Хидрофобне интеракције, ван дер Валсове силе и водоничне везе између молекула домаћина и госта су неке од сила које покрећу ствари.
Константа стабилности је постављена променама енталпије и ентропије током комплексирања. Ова константа је директно повезана са терапијским или функционалним ефектима. Генерално, комплекси који су јачи и боље раде имају веће константе стабилности.
Спектроскопија нуклеарне магнетне резонанце, диференцијална скенирајућа калориметрија и рендгенска кристалографија су неке од најнапреднијих аналитичких метода које се могу користити за детаљно проучавање структуре и понашања сложених система. Ови алати омогућавају стварање формулација које најбоље функционишу за одређене намене.
Да бисте направили индустријски циклодекстрин, потребно је да користите сложене методе биоинжењеринга и строге системе контроле квалитета. Пошто је процес производње толико компликован, потребни су нам извори са много искуства у прављењу фармацеутских ексципијената.
Температура, пХ, време реакције и начин на који се производ чисти имају велики утицај на његов квалитет и стабилност. Да би подржали комерцијална фармацеутска истраживања, добављачи морају показати да могу поновити серије и обезбедити поуздане залихе током дужег временског периода.
Усклађеност са прописима додаје још један ниво потешкоћа, захтевајући детаљну евиденцију и студије валидације. Успешни добављачи производа ажурирају своје главне фајлове о лековима и пружају техничку помоћ за регулаторне поднеске купаца.
Како истраживачи проналазе нове методе за капсулирање молекула, трансформативни ефекти технологије производа на фармацеутску, прехрамбену и индустријску употребу настављају да расту. Овај флексибилни ексципијент решава важне проблеме у транспорту лекова, стабилности производа и побољшању перформанси коришћењем елегантних молекуларних решења.
Постоји много наде за иновације циклодекстрина у будућности. Истраживачи још увек траже нове деривате, побољшане апликације и комбиноване технологије. Како проблеми са формулацијом постају све тежи за решавање, специјална својства циклодекстрина чине га суштинским алатом за креирање нових производа у многим различитим предузећима широм света.
1. Како се циклодекстрин разликује од других супстанци које чине да се ствари боље растварају?
Не само да растварачи задржавају више, већ и кроз јединствени процес хемијске инкапсулације. Традиционални солубилизатори не могу да раде све ове ствари у исто време, али овај процес може. Побољшава стабилност, маскира укусе и контролише ослобађање.
2. Како да схватим која врста циклодекстрина ће најбоље радити за мој пројекат?
Избор се углавном заснива на величини и карактеристикама молекула гостију. Алфа-циклодекстрин најбоље функционише са малим молекулима, бета-циклодекстрин најбоље функционише са хемикалијама средње величине, а гама-циклодекстрин најбоље функционише са великим молекулима. Молекуларно моделирање и експериментални скрининг помажу да процес селекције буде бољи.
3. Ако га користите, да ли постоји разлог да останете безбедни?
Безбедносни профили природних циклодекстрина и одобрених верзија су веома добри. Обично се сматра да су бета-циклодекстрин и његови деривати безбедни за употребу у храни. Материјали фармацеутског квалитета, с друге стране, испуњавају строге безбедносне стандарде за људску употребу.
4. Који фактори утичу на сигурност инклузијског комплекса?
Молекуларно уклапање у простор, температура, пХ, концентрација и конкурентске супстанце могу утицати на то колико је комплекс стабилан. Најбољи услови максимизирају топлотну погодност и смањују количину сложене дисоцијације која се дешава током употребе и складиштења.
5. Какав ефекат циклодекстрин има на начин на који се лекови ослобађају?
У зависности од тога како је формулација направљена, може убрзати, успорити или ограничити ослобађање лека. Брза комплексна дисоцијација побољшава тренутно ослобађање, а комбинације полимера омогућавају продужено ослобађање које се може прилагодити специфичним терапијским потребама.
6. Да ли је могуће користити циклодекстрин са другим састојцима?
Показало се да добро функционише са већином ексципијената лекова. Комбиновање полимера, сурфактаната и других корисних ексципијената на паметан начин често може да пружи предности које превазилазе оно што свака компонента може сама да уради.
Можете веровати ДЕЛИ Биоцхемицал као произвођачу циклодекстрина. Имају преко 26 година искуства у прављењу фармацеутских ексципијената који вам могу помоћи чак и код најтежих пројеката формулације. Наша широка палета производа за продају и доказана способност да их добро направимо помажу фармацеутским компанијама да достигну нове висине у испоруци лекова и побољшању стабилности.
Контактирајте наш технички тим на кадл@кадл.цом да бисте разговарали о томе како наша прудуцт решења могу да револуционишу вашу следећу формулацију.
1. Јамбхекар, С.С., Бреен, П. "Циклодекстрини у фармацеутским формулацијама ИИ: солубилизација, константа везивања и ефикасност комплексирања." Друг Дисцовери Тодаи 21, бр. 2 (2016): 363-368.
2. Бревстер, М.Е., Лофтссон, Т. "Цицлодекстринс ас пхармацеутицал солубилизерс." Адванцед Друг Деливери Ревиевс 59, бр. 7 (2007): 645-666.
3. Курков, С.В., Лофтссон, Т. "Цицлодекстринс." Интернатионал Јоурнал оф Пхармацеутицс 453, бр. 1 (2013): 167-180.
4. Сзејтли, Ј. "Увод и општи преглед хемије циклодекстрина." Цхемицал Ревиевс 98, бр. 5 (1998): 1743-1754.
5. Царриер, Р.Л., Миллер, Л.А., Ахмед, И. "Корисност циклодекстрина за повећање оралне биодоступности." Часопис контролисаног издања 123, бр. 2 (2007): 78-99.
6. Цхалла, Р., Ахуја, А., Али, Ј., Кхар, Р.К. "Циклодекстрини у испоруци лекова: ажурирани преглед." ААПС ПхармСциТецх 6, бр. 2 (2005): Е329-Е357.
