سیکلودکسترین ها (CD) توسط Vellier در سال 1891 کشف شدند. بیش از یک قرن از کشف سیکلودکسترین ها می گذرد که به مهم ترین موضوع شیمی فوق مولکولی تبدیل شده است که حاوی خرد و تلاش بسیاری از دانشمندان و فناوران است. Villiers اولین کسی بود که 3 گرم ماده قابل تبلور مجدد از آب را از 1 کیلوگرم نشاسته باسیلوس آمیلوباکتر (باسیلوس) جدا کرد و ترکیب آن را (C 6 H 10 O 5) 2 * 3H 2 O تعیین کرد. آرد چوب نامیده شد.
سیکلودکسترین (که از این پس CD نامیده می شود) یک پودر کریستالی سفید با ویژگی های غیر سمی، غیر مضر، محلول در آب، متخلخل و پایدار است که یک الیگوساکارید حلقوی با ساختار حفره ای پیچیده است که از چندین مولکول گلوکز به هم متصل شده اند. و دم ساختار مولکولی سیکلودکسترین از نوع حفره ای حلقوی است، به دلیل ساختار خاص، خواص آبدوست خارجی و آبگریز داخلی، اغلب برای تشکیل ادغام یا اصلاح کننده برای بهبود خواص فیزیکی و شیمیایی مواد جاسازی شده استفاده می شود. سیکلودکسترین های حاوی 6، 7 و 8 واحد گلوکز، یعنی α-CD، β-CD و γ-CD، معمولاً در کاربردهای عملی مورد استفاده قرار می گیرند، همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است. سیکلودکسترین ها به طور گسترده در زمینه های تثبیت طعم غذا و عطرها، محافظت از اجزای حساس به نور، مواد جانبی دارویی و عوامل هدف، و نگهداری عطر در روز مواد شیمیایی در میان سیکلودکسترین های رایج، β-CD، در مقایسه با α-CD و γ-CD، به دلیل اندازه متوسط ساختار حفره، فناوری تولید بالغ و کمترین هزینه، به طور گسترده در زمینه های مختلف استفاده می شود.
بتادکس سولفوبوتیل اتر سدیم(SBE-β-CD) یک مشتق بتا سیکلودکسترین (β-CD) یونیزه شده است که با موفقیت توسط Cydex در دهه 1990 توسعه یافت و محصول واکنش جایگزینی بین β-CD و 1،4-butanesulfonolactone است. واکنش جایگزینی می‌تواند روی گروه ۲،۳،۶ کربن هیدروکسیل واحد گلوکز β-CD انجام شود. SBE-β-CD دارای مزایای حلالیت خوب در آب، سمیت کلیوی کم و همولیز کوچک و غیره است، یک ماده جانبی دارویی با عملکرد عالی است و تاییدیه FDA ایالات متحده را برای استفاده به عنوان یک ماده کمکی برای تزریق دریافت کرده است.
1. چگونه می توان کمپلکس های گنجاندن بین API/drugs/NME/NCE و سیکلودکسترین ها را تهیه کرد؟
کمپلکس های حاوی سیکلودکسترین ها را می توان به روش های مختلفی مانند خشک کردن اسپری، خشک کردن انجمادی، ورز دادن و اختلاط فیزیکی تهیه کرد. روش آماده سازی را می توان از تعدادی آزمایش اولیه برای تعیین کارایی گنجاندن برای یک روش معین انتخاب کرد. برای آماده سازی کمپلکس به صورت جامد، حلال باید در آخرین مرحله از فرآیند حذف شود. آماده سازی انکلوزیون یا کمپلکس در یک محیط آبی با استفاده از هیدروکسی پروپیل-β-سیکلودکسترین (HPBCD) بسیار ساده است. اصل کلی شامل حل کردن مقدار کمی از HPBCD، به دست آوردن یک محلول آبی، افزودن ماده فعال به این محلول و مخلوط کردن تا تشکیل محلول شفاف است. در نهایت، مجموعه را می توان با یخ خشک یا اسپری خشک کرد.
2. چه زمانی باید به استفاده از سیکلودکسترین در فرمولاسیون خود فکر کنم؟
① این ممکن است فراهمی زیستی را تحت تاثیر قرار دهد زمانی که ماده فعال در آب محلول ضعیف است.
② زمانی که زمان لازم برای رسیدن به سطوح خونی موثر یک داروی خوراکی به دلیل سرعت انحلال آهسته و/یا جذب ناقص بیش از حد باشد.
③ زمانی که لازم است قطره های چشمی آبی یا تزریقی حاوی مواد فعال نامحلول فرموله شود.
④ زمانی که ماده فعال در خواص فیزیکی و شیمیایی ناپایدار است.
⑤ هنگامی که مقبولیت یک دارو به دلیل بوی نامطبوع، تلخ، قابض یا مزه تحریک کننده ضعیف باشد.
⑥ در صورت نیاز برای تسکین عوارض جانبی (مانند تحریک گلو، چشم، پوست یا معده).
⑦ هنگامی که ماده موثره به شکل مایع ارائه می شود، شکل ترجیحی دارو قرص ها، پودرها، اسپری های آبی و موارد مشابه است.
3. آیا ترکیبات هدف با سیکلودکسترین ها کمپلکس تشکیل می دهند؟
(1) پیش نیازهای عمومی برای تشکیل مجتمع های دارویی مفید با ترکیبات هدف. ابتدا دانستن ماهیت ترکیب هدف مهم است و در مورد مولکول های کوچک می توان خواص زیر را در نظر گرفت:
① معمولاً بیش از 5 اتم (C، O، P، S و N) ستون فقرات مولکول را تشکیل می دهند.
② معمولا کمتر از 5 حلقه متراکم در مولکول وجود دارد
③ حلالیت کمتر از 10 میلی گرم در میلی لیتر در آب
④ دمای ذوب زیر 250 درجه سانتی گراد (در غیر این صورت انسجام بین مولکول ها خیلی قوی است)
⑤ وزن مولکولی بین 100-400 (هرچه مولکول کوچکتر باشد، محتوای داروی کمپلکس کمتر است، مولکول های بزرگ در حفره سیکلودکسترین قرار نمی گیرند)
⑥ بار الکترواستاتیکی که روی مولکول وجود دارد
(2) برای مولکول‌های بزرگ، اکثر موارد اجازه ی کپسولاسیون کامل در حفره سیکلودکسترین را نمی‌دهند. با این حال، زنجیره‌های جانبی در ماکرومولکول‌ها می‌توانند حاوی گروه‌های مناسبی (مانند اسیدهای آمینه معطر در پپتیدها) باشند که می‌توانند با سیکلودکسترین‌ها در محلول آبی تعامل داشته باشند و کمپلکس‌های جزئی تشکیل دهند. گزارش شده است که پایداری محلول های آبی انسولین یا سایر پپتیدها، پروتئین ها، هورمون ها و آنزیم ها در حضور سیکلودکسترین های مناسب به طور قابل توجهی بهبود یافته است. با در نظر گرفتن عوامل فوق، گام بعدی انجام آزمایش‌های آزمایشگاهی برای ارزیابی اینکه آیا سیکلودکسترین‌ها به خواص عملکردی (مانند بهبود پایداری، بهبود حلالیت) می‌رسند یا خیر است.
