Penemuan siklodekstrin adalah salah satu langkah paling penting ke hadapan dalam sejarah makanan dan perubatan. Oligosakarida kitaran semula jadi ini telah mengubah cara kami menghantar ubat, memastikan makanan segar dan menggunakan banyak bahan kimia lain dalam industri. Pruduct membuat kompleks kemasukan yang menangani masalah penting dalam banyak bidang berkat struktur molekulnya yang tersendiri, yang mempunyai rongga dalam hidrofobik dan permukaan luar hidrofilik. Eksipien fleksibel ini mengubah sains formulasi dan proses pembuatan di seluruh dunia. Ia boleh melakukan segala-galanya daripada meningkatkan penyerapan dadah kepada menyembunyikan rasa buruk dalam ubat-ubatan.
Apabila kita melihat bagaimana siklodekstrin berfungsi pada peringkat molekul, bidang kimia supramolekul yang menarik menjadi hidup. Unit glukosa dalam molekul berbentuk kon ini disambungkan oleh ikatan α-1,4-glikosidik. Terdapat tiga jenis utama: alpha-cyclodextrin, yang mempunyai enam unit glukosa, beta-cyclodextrin, yang mempunyai tujuh unit, dan gamma-cyclodextrin, yang mempunyai lapan unit.
Rongga dalam setiap versi adalah saiz yang berbeza, yang membolehkan molekul melekat dan berinteraksi dengan sebatian yang berbeza. Untuk alfa-siklodekstrin, lebar rongga hidrofobik adalah antara 4.7 dan 5.3 Å, dan untuk gamma-siklodekstrin, ia adalah antara 7.5-8.3 Å. Keupayaan untuk memilih saiz yang betul ini membolehkan pengkapsulan tepat molekul berdasarkan sifat kimia dan fizikalnya.
Suhu, pH, nisbah kepekatan dan keserasian termodinamik hos dan molekul tetamu adalah beberapa perkara yang mempengaruhi seberapa baik molekul dikapsulkan. Penyelidik telah mendapati bahawa pembentukan kompleks inklusi terbaik berlaku apabila molekul tetamu sesuai dengan sempurna di dalam poket pruduk, memanfaatkan sepenuhnya daya van der Waals dan interaksi hidrofobik.
Kira-kira 40% ubat di pasaran dan sehingga 90% sebatian dalam penyelidikan mempunyai masalah tidak larut dengan baik dalam air. Kompleks kemasukan siklodekstrin menyelesaikan masalah ini dengan menjadikan kadar penyerapan dan pecahan lebih baik. Apabila molekul ubat yang tidak menyukai air memasuki poket pruduk, ia membentuk kompleks yang mengekalkan dadah dalam keadaan yang kelihatan seperti terlarut.
Ujian klinikal menunjukkan bahawa pengkompleksan siklodekstrin boleh menjadikan sebatian yang tidak mudah larut 200 hingga 500% lebih tersedia secara bio. Suntikan vorikonazol, yang dibuat denganbetadex sulfobutil eter natrium, adalah contoh yang baik tentang keberkesanan kaedah ini dalam ubat komersil.
Masalah dengan kestabilan farmaseutikal membebankan industri berbilion dolar setiap tahun dalam pembayaran balik produk dan usaha untuk mengubah cara ubat dibuat. Enkapsulasi siklodekstrin mengekalkan cahaya, oksigen, haba dan kelembapan daripada memecahkan bahan-bahan perubatan aktif yang sensitif terhadapnya.
Kompleks ini berfungsi sebagai perisai molekul, sangat meningkatkan jangka hayat sambil mengekalkan keberkesanan terapeutik. Juga, formulasi pelepasan terkawal yang memberikan ubat secara berterusan untuk jangka masa yang panjang adalah mungkin apabila siklodekstrin dicampur dengan bahan seperti hidroksipropil metilselulosa.
Kepatuhan oleh pesakit adalah sangat penting untuk kejayaan terapi, terutamanya untuk kanak-kanak dan orang tua. Banyak bahan aktif mempunyai rasa masam, logam atau sebaliknya yang tidak menyenangkan yang menyebabkan orang kurang berkemungkinan untuk mengambil ubat mereka seperti yang ditetapkan.
Dengan meletakkan molekul buruk di dalam rongga hidrofobik, enkapsulasi siklodekstrin berjaya menyembunyikan sifat organoleptik ini. Tunas rasa tidak dapat menangkap bahan kimia yang terkandung, tetapi ubat masih boleh diserap apabila ia sampai ke usus.
Apabila ubat diberikan melalui IV, mereka mesti memenuhi piawaian yang sangat tinggi untuk keselamatan dan keberkesanan. Derivatif siklodekstrin, terutamanyasulfobutileter-beta-siklodekstrindanhidroksipropil-beta-siklodekstrin, diterima dengan baik apabila diberikan melalui IV.
Eksipien ini memungkinkan untuk merumuskan bahan kimia yang tidak dapat dihantar sebelum ini kerana ia larut dengan cukup baik tanpa menggunakan pelarut yang berbahaya. Pecahan cepat kompleks inklusi dalam plasma darah memastikan bahawa ubat itu tersedia serta-merta sambil menghalang pembentukan eksipien.
Terdapat tekanan berterusan ke atas perniagaan makanan untuk menggunakan lebih sedikit bahan pengawet sintetik sambil mengekalkan kualiti dan keselamatan produk mereka. Dengan merangkum bahan antimikrob semulajadi, antioksidan dan perisa dalam molekul, teknologi siklodekstrin menawarkan cara baharu untuk menyelesaikan masalah.
Minyak pati yang terkapsul mengekalkan sifat antibakterianya tetapi kehilangan rasa kuatnya yang boleh menjadikan rasa makanan terlalu kuat. Aplikasi ini secara semula jadi memanjangkan jangka hayat produk sambil memenuhi permintaan pelanggan untuk produk "label bersih".
Banyak bahan kimia yang baik, seperti curcumin, resveratrol, dan asid lemak omega-3, tidak bioavailable, yang bermaksud ia tidak boleh digunakan sebagai ubat. Pengkompleksan cyclodextrin menjadikannya lebih mudah untuk bahan-bahan pemakanan ini diserap.
Kajian menunjukkan bahawa kepekatan plasma kompleks curcumin-cyclodextrin adalah 10-15 kali lebih tinggi daripada formulasi curcumin biasa. Dengan peningkatan ini, dos oral yang tidak berkesan sebelum ini kini boleh digunakan secara terapeutik untuk orang yang mencari pilihan kesihatan semula jadi.
Sebatian rasa yang tidak menentu menjadikannya lebih sukar untuk menyimpan dan menyediakan makanan dengan cara tertentu. Apabila membuat sesuatu, suhu tinggi boleh merosakkan perisa halus, dan apabila ia disimpan, keadaan boleh menyebabkan perisa bergerak atau menjadi lebih teruk.
Enkapsulasi siklodekstrin memastikan bahan kimia berharga ini selamat semasa pemprosesan dan membolehkannya dilepaskan secara perlahan semasa penggunaan. Teknologi ini mengekalkan perisa yang sama dari ladang ke pinggan, yang menjadikan pelanggan lebih gembira dan meningkatkan kualiti produk.
Di luar kegunaan tradisionalnya dalam industri perubatan dan makanan, ia boleh digunakan dalam alam sekitar. Melalui pengecaman dan enkapsulasi molekul terpilih, molekul ini sangat baik untuk menyingkirkan toksin organik daripada air dan tanah yang tercemar.
Bahan yang diperbuat daripada produk boleh mendapatkan racun herba, pelarut industri dan produk petroleum daripada matriks alam sekitar. Bahan pencemar yang terkandung lebih mudah diasingkan dan disingkirkan dengan selamat, yang membantu membersihkan alam sekitar di seluruh dunia.
Penggunaan sensor kimia lanjutan dimungkinkan oleh kebolehan pengecaman molekul yang menjadikannya berguna untuk penghantaran ubat. Menggunakan derivatif siklodekstrin yang diubah suai, molekul individu boleh didapati dalam campuran kompleks dengan mencipta kompleks kemasukan yang menghantar isyarat yang boleh diukur.
Penderia ini digunakan untuk menguji keselamatan makanan, mengawasi persekitaran dan memastikan kualiti ubat. Kimia hos-tetamu adalah lebih baik daripada banyak kaedah diagnostik lain kerana ia lebih selektif dan sensitif.
Perumus boleh menggunakan siklodekstrin sebaik mungkin dengan memahami fizik kompleks inklusi. Interaksi hidrofobik, daya van der Waals, dan ikatan hidrogen antara molekul perumah dan tetamu adalah beberapa daya yang menggerakkan sesuatu.
Pemalar kestabilan ditetapkan oleh perubahan dalam entalpi dan entropi semasa pengkompleksan. Pemalar ini dikaitkan secara langsung dengan kesan terapeutik atau berfungsi. Secara umum, kompleks yang lebih kuat dan berfungsi dengan lebih baik mempunyai pemalar kestabilan yang lebih tinggi.
Spektroskopi resonans magnetik nuklear, kalorimetri pengimbasan pembezaan, dan kristalografi sinar-X adalah beberapa kaedah analisis paling maju yang boleh digunakan untuk mengkaji struktur dan tingkah laku sistem kompleks dengan terperinci. Alat ini memungkinkan untuk mencipta formulasi yang paling sesuai untuk kegunaan tertentu.
Untuk membuat siklodekstrin industri, anda perlu menggunakan kaedah bioengineering yang kompleks dan sistem kawalan kualiti yang ketat. Oleh kerana proses pembuatannya sangat rumit, kami memerlukan sumber yang mempunyai banyak pengalaman membuat bahan bantu farmaseutikal.
Suhu, pH, masa tindak balas dan cara produk dibersihkan semuanya mempunyai kesan yang besar terhadap kualiti dan kestabilannya. Untuk menyokong penyelidikan farmaseutikal komersil, pembekal mesti menunjukkan bahawa mereka boleh mengulangi kelompok dan menyediakan bekalan yang boleh dipercayai dalam jangka masa yang panjang.
Pematuhan kawal selia menambah satu lagi tahap kesukaran, memerlukan rekod terperinci dan kajian pengesahan. Pembekal produk yang berjaya memastikan fail induk ubat mereka dikemas kini dan menyediakan bantuan teknikal untuk penyerahan peraturan pelanggan.
Apabila penyelidik mencari kaedah baharu untuk membungkus molekul, kesan transformatif teknologi produk terhadap penggunaan farmaseutikal, makanan dan industri terus berkembang. Eksipien fleksibel ini menyelesaikan masalah penting dalam pengangkutan dadah, kestabilan produk dan peningkatan prestasi dengan menggunakan penyelesaian molekul yang elegan.
Terdapat banyak harapan untuk inovasi siklodekstrin pada masa hadapan. Penyelidik masih mencari derivatif baharu, aplikasi yang dipertingkatkan dan teknologi gabungan. Memandangkan masalah perumusan semakin sukar untuk diselesaikan, sifat istimewa siklodekstrin menjadikannya alat penting untuk mencipta produk baharu dalam pelbagai perniagaan di seluruh dunia.
1. Bagaimanakah siklodekstrin berbeza daripada bahan lain yang menjadikan benda larut lebih baik?
Ia bukan sahaja menjadikan pelarut memegang lebih banyak, ia melakukannya melalui proses pengkapsulan kimia yang unik. Pelarut tradisional tidak boleh melakukan semua perkara ini pada masa yang sama, tetapi proses ini boleh. Ia meningkatkan kestabilan, menutup rasa, dan mengawal pelepasan.
2. Bagaimanakah cara saya mengetahui jenis siklodekstrin yang paling sesuai untuk projek saya?
Pilihannya kebanyakannya berdasarkan saiz dan ciri molekul tetamu. Alfa-siklodekstrin berfungsi paling baik dengan molekul kecil, beta-siklodekstrin berfungsi paling baik dengan bahan kimia bersaiz sederhana, dan gamma-siklodekstrin berfungsi paling baik dengan molekul besar. Pemodelan molekul dan saringan eksperimen membantu menjadikan proses pemilihan lebih baik.
3. Jika anda menggunakannya, adakah sebab untuk kekal selamat?
Profil keselamatan siklodekstrin semulajadi dan versi yang diluluskan adalah sangat baik. Beta-siklodekstrin dan derivatifnya biasanya dianggap selamat untuk digunakan dalam makanan. Bahan gred farmaseutikal, sebaliknya, memenuhi piawaian keselamatan yang ketat untuk kegunaan manusia.
4. Apakah faktor yang mempengaruhi keselamatan kompleks kemasukan?
Kesesuaian molekul dalam ruang, suhu, pH, kepekatan, dan bahan yang bersaing semuanya boleh menjejaskan kestabilan kompleks. Keadaan terbaik memaksimumkan kesesuaian terma dan mengurangkan jumlah pemisahan kompleks yang berlaku semasa penggunaan dan penyimpanan.
5. Apakah kesan siklodekstrin terhadap cara ubat dibebaskan?
Bergantung pada cara formulasi dibuat, ia boleh mempercepatkan, memperlahankan atau mengehadkan pelepasan dadah. Pemisahan kompleks yang cepat meningkatkan pelepasan segera, dan gabungan polimer membenarkan corak pelepasan lanjutan yang boleh disesuaikan dengan keperluan terapeutik tertentu.
6. Adakah mungkin untuk menggunakan siklodekstrin dengan bahan lain?
Telah ditunjukkan bahawa ia berfungsi dengan baik dengan kebanyakan eksipien ubat. Menggabungkan polimer, surfaktan dan eksipien berguna lain dengan cara yang bijak selalunya boleh memberikan faedah yang melampaui apa yang setiap komponen boleh lakukan sendiri.
Anda boleh mempercayai DELI Biokimia sebagai pengeluar siklodekstrin. Mereka mempunyai lebih 26 tahun pengalaman membuat eksipien farmaseutikal yang boleh membantu anda dengan projek formulasi yang paling sukar sekalipun. Rangkaian luas produk kami untuk dijual dan keupayaan terbukti untuk menjadikannya membantu syarikat farmaseutikal mencapai tahap baharu dalam penghantaran ubat dan peningkatan kestabilan.
Hubungi pasukan teknikal kami di xadl@xadl.com untuk membincangkan cara penyelesaian pruduct kami boleh merevolusikan formulasi anda yang seterusnya.
1. Jambhekar, S.S., Breen, P. "Cyclodextrins dalam formulasi farmaseutikal II: pelarutan, pemalar pengikatan, dan kecekapan pengkompleksan." Penemuan Dadah Hari Ini 21, no. 2 (2016): 363-368.
2. Brewster, M.E., Loftsson, T. "Cyclodextrins as pharmaceutical solubilizers." Ulasan Penghantaran Ubat Lanjutan 59, no. 7 (2007): 645-666.
3. Kurkov, S.V., Loftsson, T. "Cyclodextrins." Jurnal Farmaseutik Antarabangsa 453, no. 1 (2013): 167-180.
4. Szejtli, J. "Pengenalan dan Tinjauan Umum Kimia Cyclodextrin." Ulasan Kimia 98, no. 5 (1998): 1743-1754.
5. Pembawa, R.L., Miller, L.A., Ahmed, I. "Utiliti siklodekstrin untuk meningkatkan bioavailabiliti oral." Jurnal Keluaran Terkawal 123, no. 2 (2007): 78-99.
6. Challa, R., Ahuja, A., Ali, J., Khar, R.K. "Cyclodextrins dalam penghantaran ubat: ulasan yang dikemas kini." AAPS PharmSciTech 6, no. 2 (2005): E329-E357.
