Откривањето на циклодекстрин е еден од најважните чекори напред во историјата на храната и медицината. Овој природен цикличен олигосахарид го промени начинот на кој ги доставуваме лековите, ја одржуваме храната свежа и користиме многу други хемикалии во индустријата. Прудуктот прави комплекси за вклучување кои решаваат важни проблеми на многу полиња благодарение на неговата карактеристична молекуларна структура, која има хидрофобна внатрешна празнина и хидрофилна надворешна површина. Овој флексибилен ексципиент ја менува науката за формулација и производните процеси ширум светот. Може да направи сè, од подобрување на апсорпцијата на лекови до криење на лошиот вкус во лековите.
Кога ќе погледнеме како функционира циклодекстринот на молекуларно ниво, интересното поле на супрамолекуларната хемија оживува. Единиците на гликоза во овие молекули во облик на конус се поврзани со α-1,4-гликозидни врски. Постојат три главни типа: алфа-циклодекстрин, кој има шест единици на гликоза, бета-циклодекстрин, кој има седум единици и гама-циклодекстрин, кој има осум единици.
Шуплините во секоја верзија се со различна големина, што им овозможува на молекулите да се закачат и да комуницираат со различни соединенија. За алфа-циклодекстрин, ширината на хидрофобната празнина е помеѓу 4,7 и 5,3 А, а за гама-циклодекстрин, таа е помеѓу 7,5-8,3 А. Оваа способност да се избере вистинската големина овозможува точна инкапсулација на молекулите врз основа на нивните хемиски и физички својства.
Температурата, pH вредноста, односот на концентрациите и колку се термодинамички компатибилни молекулите домаќини и гости се некои од работите кои влијаат на тоа колку добро се инкапсулираат молекулите. Истражувачите открија дека најдоброто формирање на комплекс за вклучување се случува кога гостинската молекула совршено се вклопува во џебот на производот, искористувајќи го максимумот од силите на Ван дер Валс и хидрофобните интеракции.
Околу 40% од лековите на пазарот и до 90% од соединенијата во истражувањето имаат проблеми со тоа што не се раствораат добро во вода. Комплексите со инклузија на циклодекстрин го решаваат овој проблем со тоа што ги подобруваат стапките на апсорпција и распаѓање. Кога молекулите на лекот кои не сакаат вода влегуваат во џебот на производот, тие формираат комплекс кој го одржува лекот во состојба која изгледа како да е растворен.
Клиничките тестови покажуваат дека сложеноста на циклодекстрин може да направи соединенија кои не се раствораат лесно за 200 до 500% биодостапни. Вориконазол инјекција, која е направена собетадекс сулфобутил етер натриум, е добар пример за тоа колку добро функционира овој метод во комерцијалните лекови.
Проблемите со фармацевтската стабилност ја чинат индустријата милијарди долари секоја година во рефундирање на производите и напори да се промени начинот на кој се произведуваат лековите. Циклодекстринската енкапсулација ја спречува светлината, кислородот, топлината и влажноста да ги разградат активните лековити состојки кои се чувствителни на нив.
Комплексот работи како молекуларен штит, во голема мера го зголемува рокот на траење додека ја одржува терапевтската ефикасност. Исто така, формулации со контролирано ослободување кои даваат лекови континуирано долги временски периоди се можни кога циклодекстрин се меша со материјали како хидроксипропил метилцелулоза.
Придржувањето од страна на пациентот е многу важно за успехот на терапијата, особено за децата и постарите луѓе. Многу активни состојки имаат кисел, метален или на друг начин непријатен вкус што ги отежнува луѓето да го земаат лекот како што е пропишано.
Со ставање на лошите молекули во хидрофобната празнина, циклодекстринската енкапсулација успешно ги крие овие органолептички својства. Пупките за вкус не можат да ги соберат хемикалиите што се затворени, но лекот сè уште може да се апсорбира штом ќе дојде до цревата.
Кога лековите се даваат преку IV, тие мора да исполнуваат многу високи стандарди за безбедност и ефикасност. Деривати на циклодекстрин, особеносулфобутилетер-бета-циклодекстринихидроксипропил-бета-циклодекстрин, многу добро се поднесуваат кога се даваат преку IV.
Овие ексципиенси овозможуваат да се формулираат хемикалии кои претходно не можеле да се испорачаат затоа што тие се раствораат доволно добро без употреба на штетни корастворувачи. Брзото разградување на комплексите на инклузија во крвната плазма осигурува дека лекот е достапен веднаш, а истовремено спречува таложење на помошни супстанции.
Постои постојан притисок врз прехранбениот бизнис да користи помалку синтетички конзерванси, а притоа да го одржува квалитетот и безбедноста на нивните производи. Со инкапсулирање на природни антимикробни средства, антиоксиданси и состојки за вкус во молекулите, технологијата циклодекстрин нуди нови начини за решавање на проблемите.
Етеричните масла кои се во капсули ги задржуваат своите антибактериски својства, но ги губат своите силни вкусови што би можеле да го направат вкусот на храната премногу силен. Оваа апликација природно го продолжува рокот на траење на производите додека ја задоволува побарувачката на клиентите за производи со „чиста етикета“.
Многу добри хемикалии, како куркумин, ресвератрол и омега-3 масните киселини, не се биодостапни, што значи дека не можат да се користат како лек. Комплексирањето со циклодекстрин го олеснува апсорпцијата на овие хранливи состојки.
Студиите покажуваат дека плазматските концентрации на комплексите на куркумин-циклодекстрин се 10-15 пати повисоки од оние на нормалните формулации на куркумин. Со ова подобрување, оралните дози кои претходно не работеа сега може да се користат терапевтски за луѓе кои бараат природни здравствени опции.
Испарливите соединенија за вкус го отежнуваат складирањето и подготвувањето храна на одредени начини. Кога се прави нешто, високите температури може да ги уништат деликатните вкусови, а кога се складира, условите можат да направат вкусовите да се движат наоколу или да се влошат.
Циклодекстринската енкапсулација ги одржува овие вредни хемикалии безбедни за време на обработката и им овозможува полека да се ослободуваат за време на потрошувачката. Технологијата ги задржува вкусовите исти од фармата до чинијата, што ги прави клиентите посреќни и го подобрува квалитетот на производот.
Покрај традиционалните употреби во медицината и прехранбената индустрија, може да се користи и во животната средина. Преку селективно молекуларно препознавање и инкапсулација, овие молекули се многу добри во ослободувањето од органските токсини од загадената вода и земја.
Материјалите направени од производот може да извадат хербициди, индустриски растворувачи и нафтени продукти од еколошките матрици. Загадувачите кои се инкапсулирани полесно се одвојуваат и безбедно се ослободуваат од нив, што помага да се исчисти околината ширум светот.
Напредната употреба на хемиски сензор е овозможена со способностите за молекуларно препознавање што го прават корисен за испорака на лекови. Со користење на модифицирани деривати на циклодекстрин, може да се најдат поединечни молекули во сложени мешавини со создавање комплекси за вклучување кои испраќаат сигнали што може да се измерат.
Овие сензори се користат за тестирање на безбедноста на храната, за следење на околината и за проверка на квалитетот на лековите. Хемијата домаќин-гостин е подобра од многу други дијагностички методи бидејќи е поселективна и почувствителна.
Формулаторите можат најдобро да го искористат циклодекстринот со разбирање на физиката на комплексите за вклучување. Хидрофобните интеракции, силите на ван дер Валс и водородните врски помеѓу молекулите на домаќинот и гостинот се некои од силите што ги движат нештата.
Константата на стабилност се поставува со промени во енталпијата и ентропијата за време на сложеноста. Оваа константа е директно поврзана со терапевтски или функционални ефекти. Општо земено, комплексите кои се посилни и работат подобро имаат повисоки константи на стабилност.
Спектроскопија со нуклеарна магнетна резонанца, калориметрија со диференцијално скенирање и кристалографија на Х-зраци се некои од најнапредните аналитички методи кои можат да се користат за детално проучување на структурата и однесувањето на сложените системи. Овие алатки овозможуваат создавање формулации кои најдобро функционираат за одредени намени.
За да направите индустриски циклодекстрин, треба да користите сложени биоинженерски методи и строги системи за контрола на квалитетот. Бидејќи процесот на производство е толку комплициран, потребни ни се извори со големо искуство за производство на фармацевтски ексципиенси.
Температурата, pH вредноста, времето на реакција и начинот на чистење на производот имаат големо влијание врз неговиот квалитет и стабилност. За да се поддржат комерцијалните фармацевтски истражувања, добавувачите мора да покажат дека можат да ги повторуваат сериите и да обезбедат сигурни набавки во текот на долг временски период.
Усогласеноста со регулативата додава уште едно ниво на тежина, барајќи детални записи и студии за валидација. Успешните добавувачи на производи ги ажурираат нивните основни датотеки за лекови и обезбедуваат техничка помош за регулаторните поднесоци на клиентите.
Како што истражувачите наоѓаат нови методи за инкапсулирање на молекули, трансформативните ефекти на технологијата на производот врз фармацевтската, храната и индустриската употреба продолжуваат да растат. Овој флексибилен ексципиент решава важни проблеми во транспортот на лекови, стабилноста на производот и подобрување на перформансите со користење на елегантни молекуларни решенија.
Има многу надеж за иновација на циклодекстрин во иднина. Истражувачите сè уште бараат нови деривати, подобрени апликации и комбинирани технологии. Како што проблемите со формулацијата стануваат се потешки за решавање, посебните својства на циклодекстринот го прават суштинска алатка за создавање нови производи во многу различни бизниси ширум светот.
1. Како циклодекстринот се разликува од другите супстанции кои прават нештата подобро да се раствораат?
Тоа не само што прави растворувачите да држат повеќе, туку тоа го прави преку уникатен хемиски процес на капсулирање. Традиционалните растворувачи не можат да ги прават сите овие работи во исто време, но овој процес може. Ја подобрува стабилноста, го маскира вкусот и го контролира ослободувањето.
2. Како да дознаам кој тип на циклодекстрин најдобро ќе функционира за мојот проект?
Изборот најмногу се заснова на големината и карактеристиките на гостинската молекула. Алфа-циклодекстринот најдобро функционира со мали молекули, бета-циклодекстринот најдобро функционира со хемикалии со средна големина, а гама-циклодекстринот најдобро функционира со големи молекули. Молекуларното моделирање и експерименталниот скрининг помагаат да се подобри процесот на селекција.
3. Ако го користите, има ли причина да останете безбедни?
Безбедносните профили на природните циклодекстрини и одобрените верзии се многу добри. Се смета дека бета-циклодекстрин и неговите деривати се безбедни за употреба во храната. Материјалите од фармацевтска класа, од друга страна, ги исполнуваат строгите безбедносни стандарди за човечка употреба.
4. Кои фактори влијаат на безбедноста на комплексот за вклучување?
Молекуларното вклопување во просторот, температурата, pH вредноста, концентрацијата и конкурентните супстанции може да влијаат на тоа колку е стабилен комплексот. Најдобрите услови ја максимизираат термичката поволност и ја намалуваат количината на сложена дисоцијација што се случува при употреба и складирање.
5. Каков ефект има циклодекстринот врз тоа како се ослободуваат лековите?
Во зависност од тоа како е направена формулацијата, таа може да го забрза, забави или ограничи ослободувањето на лекот. Брзата комплексна дисоцијација го подобрува моменталното ослободување, а полимерните комбинации овозможуваат модели со продолжено ослободување кои можат да се прилагодат на специфичните терапевтски потреби.
6. Дали е можно да се користи циклодекстрин со други состојки?
Се покажа дека работи добро со повеќето помошни лекови. Комбинирањето на полимери, сурфактанти и други корисни ексципиенси на паметни начини често може да обезбеди придобивки што го надминуваат она што секоја компонента може да го направи сама по себе.
Можете да му верувате на DELI Biochemical како производител на циклодекстрин. Тие имаат повеќе од 26 години искуство во производство на фармацевтски ексципиенси кои можат да ви помогнат дури и со најтешките проекти за формулација. Нашиот широк асортиман на производи за продажба и докажаната способност добро да ги направиме им помага на фармацевтските компании да достигнат нови височини во испораката на лекови и подобрување на стабилноста.
Контактирајте го нашиот технички тим на xadl@xadl.com за да разговарате за тоа како нашите производни решенија можат да ја револуционизираат вашата следна формулација.
1. Jambhekar, S.S., Breen, P. „Циклодекстрини во фармацевтските формулации II: растворливост, константа на врзување и ефикасност на сложеноста“. Откривање на дрога денес 21, бр. 2 (2016): 363-368.
2. Брустер, М.Е., Лофтсон, Т. „Циклодекстрини како фармацевтски растворувачи“. Осврти за напредна испорака на лекови 59, бр. 7 (2007): 645-666.
3. Курков, С.В., Лофтсон, Т. „Циклодекстрини“. International Journal of Pharmaceutics 453, бр. 1 (2013): 167-180.
4. Szejtli, J. „Вовед и општ преглед на хемијата на циклодекстрин“. Хемиски прегледи 98, бр. 5 (1998): 1743-1754.
5. Carrier, R.L., Miller, L.A., Ahmed, I. „Корисноста на циклодекстрините за подобрување на оралната биорасположивост“. Весник за контролирано издание 123, бр. 2 (2007): 78-99.
6. Чала, Р., Ахуја, А., Али, Ј., Кар, Р.К. „Циклодекстрини во испораката на лекови: ажуриран преглед“. AAPS PharmSciTech 6, бр. 2 (2005): E329-E357.
