Историја на циклодекстрините: накратко долга приказна
Циклодекстрините се циклични олигомери на гликозата кои природно се јавуваат од ензимската деградација на најсуштинските полисахариди, скробот. Тие се познати скоро 130 години, но навистина го направија својот пробив во 1980-тите со првите апликации во фармацевтската и прехранбената индустрија. Од 1980-тите, вкупниот број на публикации и патенти за циклодекстрини надминува 53.000.
1891-1936: Периодот на откривање
Нивната историја започнува во Франција во 1891 година, кога Антоан Вилие, фармацевт и хемичар, ја објавува првата референца за циклодекстрините. Вилиер работеше на дејството на ензимите на различни јаглехидрати и опиша дека под одредени услови компировиот скроб може да ферментира главно да дава декстрини под дејство на Bacillus amylobacter. Терминот декстрини веќе се користел во тоа време за да ги опише производите на деградација на скробот. Вилиер предложи да се именува оваа кристална супстанција „целулозин“ поради сличностите со целулозата [1].
Неколку години подоцна, „основачкиот татко“ на хемијата на циклодекстрин, Франц Шардингер, австриски микробиолог, изолирал микроорганизам (Bacillus macerans) кој произведувал репродуктивно две различни кристални супстанции кога се одгледувал на медиум што содржи скроб [2]. Тој ги идентификуваше овие два вида полисахариди, како кристален декстрин А и кристален декстрин Б, и го даде првиот детален опис на подготовката и раздвојувањето на овие два декстрини.
1936–1970: Периодот на истражување
Од 1911 до 1935 година дојде период на сомнежи и несогласувања и дури во средината на 1930-тите години повторно се развија истражувањата за декстрините.
Периодот на истражување беше обележан со бројните резултати добиени од Фројденберг и Френч за структурата на молекулите „Шардингер декстрин“. Во 1940-тите Фројденберг и неговите соработници открија γ-CD и последователно ја решија цикличната олигосахаридна структура на молекулите на циклодекстрините.
1950–1970: Периодот на созревање
По откривањето на изводливоста за подготовка на комплекси за вклучување циклодекстрин, Фројденберг, Крамер и Плинингер го објавија првиот патент поврзан со ЦД во 1953 година, кој се однесува на примената на циклодекстрините во фармацевтските формулации што ја иницира нивната транзиција од академски истражувања во индустриски апликации, како дел од нашето секојдневно живее [3].
1970-Денес: Периодот за пријавување
Од 1970 година и натаму, интересот за циклодекстрините се зголеми. Оттогаш, бевме запознаени со бројни индустриски и фармацевтски апликации, додека се создаде импресивна научна литература и имаше зголемување на пријавите за патенти. Во денешно време, циклодекстрините сè уште ги фасцинираат истражувачите и секоја година, повеќе од 2000 публикации, вклучувајќи статии и поглавја од книги, се посветени на циклодекстрините [4].
Примени на циклодекстрини
Циклодекстрините и нивните деривати, поради нивната биокомпатибилност и разновидност, имаат широк спектар на апликации. Тие се широко користени во текстилната и фармацевтската индустрија, како и во агрохемијата, прехранбената технологија, биотехнологијата, катализата и козметиката.
Циклодекстрините се обилно истражени во полето на лекови за дизајнирање на различни системи за испорака на лекови. Тие се претежно познати како средства кои ја зголемуваат стабилноста и ја подобруваат растворливоста во вода и биорасположивоста на активните соединенија и делови. Тие се препознаени како корисни фармацевтски ексципиенси, додека неодамнешните случувања во истражувањето на циклодекстрин го покажаа нивниот потенцијал како активни фармацевтски состојки (APIs) за третман на неколку болести (на пр., хиперхолестеролемија, рак, Niemann-Pick тип Ц болест) [7].
Други примени на циклодекстрините вклучуваат аналитичка хемија, органска хемија (синтеза), макромолекуларна хемија (материјали), хемија на кликање, супрамолекуларна хемија, мембрани, ензимска технологија и нанотехнологија (наночестички/наносунѓери за различни домени). Сепак, фармацевтската, прехранбената и козметичката индустрија остануваат главни целни пазари на циклодекстрини [5].
Формирање комплекс за вклучување
Повеќето од овие апликации се можни поради способноста на циклодекстрините да формираат комплекси за вклучување со широк опсег на цврсти, течни и гасовити соединенија. Во овие комплекси, физичко-хемиските својства на гостинските молекули кои се привремено заклучени или затворени во шуплината на домаќинот (циклодекстрини) се длабоко модифицирани, нудејќи подобрување на растворливоста, стабилизација и други корисни својства [6].
Референци:
1. Крини Г., (2014). Преглед: Историја на циклодекстрините. Chemical Reviews, 114 (21), 10940-10975. DOI: 10.1021/cr500081p
2. Сејтли Ј., (2004). Минатото, сегашноста и иднината на истражувањето на циклодекстрин. Чиста и применета хемија, 76 (10), 1825-1845. DOI: 10.1351/pac200476101825
3. Wüpper S., Lüersen K., Rimbach G., (2021). Циклодекстрини, природни соединенија и растителни биоактивни - нутритивна перспектива. Биомолекули. 11 (3): 401. DOI: 10.3390/biom11030401. PMID: 33803150; PMCID: PMC7998733.
4. Morin-Crini N., Fourmentin S., Fenyvesi É., Lichtfouse E., Torri G., Fourmentin M., Crini G., (2021). 130 години откритие на циклодекстрин за здравје, храна, земјоделство и индустрија: преглед. Писма за хемија на животната средина, 19 (3), 2581-2617. DOI: 10.1007/s10311-020-01156-w
5. Crini G., Fourmentin S., Fenyvesi É., Torri G., Fourmentin M., & Morin-Crini N., (2018). Основи и апликации на циклодекстрините. Основи на циклодекстрин, реактивност и анализа, 1-55. DOI: 10.1007/978-3-319-76159-6_1
6. Синг М., Шарма Р., и Банерџи У., (2002). Биотехнолошки апликации на циклодекстрини. Напредоци во биотехнологијата, 20 (5-6), 341-359. DOI:10.1016/s0734-9750(02)00020-4
7. Ди Кањо М. (2016). Потенцијалот на циклодекстрините како нови активни фармацевтски состојки: краток преглед. Молекули, 22(1), 1. DOI:10.3390/molecules22010001
