Историја циклодекстрина: укратко дуга прича
Циклодекстрини су циклични олигомери глукозе који се природно јављају ензимском разградњом најесенцијалнијих полисахарида, скроба. Познати су скоро 130 година, али су свој пробој заиста направили 1980-их са првим применама у фармацеутској и прехрамбеној индустрији. Од 1980-их, укупан број публикација и патената о циклодекстринима премашује 53.000.
1891-1936: Период открића
Њихова историја почиње у Француској 1891. године, када Антоан Вилијес, фармацеут и хемичар, објављује прву референцу на циклодекстрине. Вилијес је радио на деловању ензима на различите угљене хидрате и описао је да под одређеним условима кромпиров скроб може ферментирати да би углавном дао декстрине под дејством Бациллус амилобацтер. Термин декстрини је већ коришћен у то време да опише производе разградње скроба. Виллиерс је предложио да се ова кристална супстанца назове „целулозин“ због њених сличности са целулозом [1].
Неколико година касније, „Оснивач“ хемије циклодекстрина, Франц Шардингер, аустријски микробиолог, изоловао је микроорганизам (Бациллус мацеранс) који је репродуктивно производио две различите кристалне супстанце када је култивисан на медијуму који садржи скроб [2]. Он је идентификовао ове две врсте полисахарида, као кристални декстрин А и кристални декстрин Б, и дао први детаљан опис припреме и раздвајања ова два декстрина.
1936–1970: Период истраживања
Од 1911. до 1935. наступио је период сумњи и неслагања и тек средином 1930-их поново су се развила истраживања о декстринима.
Период истраживања обележили су бројни резултати Фројденберга и Френча о структури молекула „Шардингеровог декстрина“. Током 1940-их Фројденберг и његови сарадници су открили γ-ЦД и потом решили цикличну олигосахаридну структуру молекула циклодекстрина.
1950–1970: Период сазревања
Након што су открили изводљивост припреме комплекса за инклузију циклодекстрина, Фреуденберг, Црамер и Плиенингер су 1953. објавили први патент у вези са ЦД-ом, који се тиче примене циклодекстрина у фармацеутским формулацијама, чиме је започео њихов прелазак са академских истраживања на индустријску примену, као део нашег свакодневног рада. живи [3].
1970-данас: Период пријаве
Од 1970. па надаље, интересовање за циклодекстрине је порасло. Од тада смо се упознали са бројним индустријским и фармацеутским апликацијама, док се изградила импресивна научна литература и повећао се број пријава патената. Данас, циклодекстрини и даље фасцинирају истраживаче, а сваке године више од 2000 публикација, укључујући чланке и поглавља у књигама, посвећено је циклодекстринима [4].
Примене циклодекстрина
Циклодекстрини и њихови деривати, због своје биокомпатибилности и свестраности, имају широк спектар примена. Широко се користе у текстилној и фармацеутској индустрији, као иу агрохемији, прехрамбеној технологији, биотехнологији, катализи и козметици.
Циклодекстрини су обилно истражени у области лекова за дизајн различитих система за испоруку лекова. Они су претежно познати као агенси који повећавају стабилност и побољшавају растворљивост у води и биодоступност активних једињења и група. Препознати су као корисни фармацеутски ексципијенти, док је недавни развој истраживања циклодекстрина показао њихов потенцијал као активних фармацеутских састојака (АПИ) за лечење неколико болести (нпр. хиперхолестеролемија, рак, Ниеманн-Пицк тип Ц болест) [7].
Друге примене циклодекстрина укључују аналитичку хемију, органску хемију (синтеза), макромолекуларну хемију (материјали), хемију кликова, супрамолекуларну хемију, мембране, ензимску технологију и нанотехнологију (наночестице/наноспужве за различите домене). Међутим, фармацеутска, прехрамбена и козметичка индустрија остају главна циљна тржишта циклодекстрина [5].
Формирање инклузијског комплекса
Већина ових примена је могућа због способности циклодекстрина да формирају инклузионе комплексе са широким спектром чврстих, течних и гасовитих једињења. У овим комплексима, физичко-хемијска својства молекула гостију који су привремено закључани или затворени у шупљини домаћина (циклодекстрини) су дубоко модификована нудећи побољшање растворљивости, стабилизацију и друга корисна својства [6].
Референце:
1. Црини Г., (2014). Преглед: Историја циклодекстрина. Цхемицал Ревиевс, 114(21), 10940–10975. ДОИ:10.1021/цр500081п
2. Сзејтли Ј., (2004). Прошлост, садашњост и будућност истраживања циклодекстрина. Чиста и примењена хемија, 76(10), 1825–1845. ДОИ:10.1351/пац200476101825
3. Вуппер С., Луерсен К., Римбацх Г., (2021). Циклодекстрини, природна једињења и биљне биоактивне супстанце - нутриционистичка перспектива. Биомолекули. 11(3):401. ДОИ: 10.3390/биом11030401. ПМИД: 33803150; ПМЦИД: ПМЦ7998733.
4. Морин-Црини Н., Фоурментин С., Фенивеси Е., Лицхтфоусе Е., Торри Г., Фоурментин М., Црини Г., (2021). 130 година открића циклодекстрина за здравље, храну, пољопривреду и индустрију: преглед. Енвиронментал Цхемистри Леттерс, 19(3), 2581–2617. ДОИ:10.1007/с10311-020-01156-в
5. Црини Г., Фоурментин С., Фенивеси Е., Торри Г., Фоурментин М., & Морин-Црини Н., (2018). Основе и примена циклодекстрина. Цицлодекстрин Фундаменталс, Реацтивити анд Аналисис, 1–55. ДОИ:10.1007/978-3-319-76159-6_1
6. Сингх М., Схарма Р., & Банерјее У., (2002). Биотехнолошке примене циклодекстрина. Биотецхнологи Адванцес, 20(5-6), 341–359. ДОИ:10.1016/с0734-9750(02)00020-4
7. Ди Цагно М. (2016). Потенцијал циклодекстрина као нових активних фармацеутских састојака: кратак преглед. Молецулес, 22(1), 1. ДОИ:10.3390/молецулес22010001
