کشف سیکلودکسترین یکی از مهم ترین گام های رو به جلو در تاریخ غذا و دارو است. این الیگوساکارید حلقوی طبیعی، نحوه تحویل داروها، تازه نگه داشتن مواد غذایی و استفاده از بسیاری از مواد شیمیایی دیگر در صنعت را تغییر داده است. این محصول به دلیل ساختار مولکولی متمایز خود که دارای یک حفره داخلی آبگریز و یک سطح بیرونی آبدوست است، مجتمعهای گنجاندنی ایجاد میکند که مشکلات مهمی را در بسیاری از زمینهها برطرف میکند. این ماده جانبی انعطاف پذیر در حال تغییر علم فرمولاسیون و فرآیندهای تولید در سراسر جهان است. این می تواند همه چیز را از بهبود جذب دارو گرفته تا پنهان کردن طعم بد در داروها انجام دهد.
وقتی به نحوه عملکرد سیکلودکسترین در سطح مولکولی نگاه می کنیم، زمینه جالب شیمی فوق مولکولی زنده می شود. واحدهای گلوکز در این مولکول های مخروطی شکل با پیوندهای α-1،4-گلیکوزیدی به هم متصل می شوند. سه نوع اصلی وجود دارد: آلفا سیکلودکسترین که شش واحد گلوکز دارد، بتا سیکلودکسترین که هفت واحد دارد و گاما سیکلودکسترین که دارای هشت واحد است.
حفرهها در هر نسخه اندازه متفاوتی دارند که به مولکولها اجازه میدهد تا با ترکیبات مختلف بچسبند و با آنها تعامل داشته باشند. برای آلفا سیکلودکسترین، عرض حفره آبگریز بین 4.7 تا 5.3 Å و برای گاما سیکلودکسترین، بین 7.5-8.3 است. این توانایی برای انتخاب اندازه مناسب امکان کپسوله کردن دقیق مولکول ها را بر اساس خواص شیمیایی و فیزیکی آنها فراهم می کند.
دما، pH، نسبت غلظت، و سازگاری ترمودینامیکی مولکولهای میزبان و مهمان از جمله مواردی هستند که بر میزان خوب کپسوله شدن مولکولها تأثیر میگذارند. محققان دریافتهاند که بهترین شکلگیری کمپلکس انکلوژن زمانی اتفاق میافتد که مولکول مهمان کاملاً در داخل محفظه محصول قرار بگیرد و از نیروهای واندروالس و فعل و انفعالات آبگریز حداکثر استفاده را ببرد.
حدود 40 درصد از داروهای موجود در بازار و تا 90 درصد از ترکیبات در تحقیقات با مشکل حل نشدن خوب در آب مواجه هستند. کمپلکسهای گنجانده سیکلودکسترین این مشکل را با افزایش نرخ جذب و تجزیه بسیار بهتر حل میکنند. وقتی مولکولهای دارویی که آب را دوست ندارند وارد پاکت محصول میشوند، مجموعهای را تشکیل میدهند که دارو را در حالتی نگه میدارد که به نظر میرسد حل شده است.
آزمایشات بالینی نشان می دهد که کمپلکس سیکلودکسترین می تواند ترکیباتی را که به راحتی حل نمی شوند 200 تا 500 درصد بیشتر در دسترس زیستی قرار دهد. تزریق وریکونازول که بابتادکس سولفوبوتیل اتر سدیم، نمونه خوبی از عملکرد این روش در داروهای تجاری است.
مشکلات مربوط به ثبات دارویی هر ساله میلیاردها دلار برای بازپرداخت محصول و تلاش برای تغییر روش ساخت دارو به صنعت خسارت وارد می کند. محصور شدن سیکلودکسترین باعث می شود نور، اکسیژن، گرما و رطوبت از تجزیه مواد دارویی فعال حساس به آنها جلوگیری کند.
این مجموعه به عنوان یک سپر مولکولی عمل می کند و در عین حال اثربخشی درمانی را تا حد زیادی افزایش می دهد. همچنین، هنگامی که سیکلودکسترین با موادی مانند هیدروکسی پروپیل متیل سلولز مخلوط می شود، فرمول های رهش کنترل شده که داروها را به طور مداوم برای دوره های زمانی طولانی می دهد، امکان پذیر است.
پایبندی بیمار برای موفقیت درمان، به ویژه برای کودکان و افراد مسن بسیار مهم است. بسیاری از مواد فعال دارای طعم ترش، فلزی یا نامطبوع هستند که باعث می شود افراد کمتر داروی خود را طبق دستور مصرف کنند.
با قرار دادن مولکول های بد در داخل حفره آبگریز، محصور کردن سیکلودکسترین با موفقیت این ویژگی های ارگانولپتیک را پنهان می کند. جوانه های چشایی نمی توانند مواد شیمیایی موجود در آن را جذب کنند، اما دارو پس از رسیدن به روده همچنان می تواند جذب شود.
هنگامی که داروها از طریق IV تجویز می شوند، باید استانداردهای بسیار بالایی برای ایمنی و اثربخشی داشته باشند. به خصوص مشتقات سیکلودکسترینسولفوبوتیل اتر-بتا-سیکلودکسترینوهیدروکسی پروپیل بتا سیکلودکسترین، هنگامی که از طریق IV تجویز می شوند بسیار خوب تحمل می شوند.
این مواد کمکی امکان فرمولاسیون مواد شیمیایی را فراهم میکنند که قبلاً قابل تحویل نبودند، زیرا بدون استفاده از حلالهای مضر به خوبی حل میشوند. تجزیه سریع کمپلکسهای انکلوژن در پلاسمای خون باعث میشود که دارو فوراً در دسترس باشد و در عین حال از تجمع مواد کمکی جلوگیری میکند.
فشار دائمی بر تجارت مواد غذایی وجود دارد تا از مواد نگهدارنده مصنوعی کمتری استفاده کنند و در عین حال کیفیت و ایمنی محصولات خود را حفظ کنند. فن آوری سیکلودکسترین با کپسوله کردن ضد میکروبی های طبیعی، آنتی اکسیدان ها و مواد طعم دهنده در مولکول ها، راه های جدیدی را برای حل مشکلات ارائه می دهد.
روغنهای ضروری که در کپسول قرار میگیرند، خاصیت ضد باکتریایی خود را حفظ میکنند، اما طعم قوی خود را از دست میدهند که میتواند طعم غذا را بیش از حد قوی کند. این برنامه به طور طبیعی عمر مفید محصولات را افزایش می دهد در حالی که تقاضای مشتری برای محصولات "برچسب تمیز" را برآورده می کند.
بسیاری از مواد شیمیایی خوب مانند کورکومین، رسوراترول و اسیدهای چرب امگا 3 در دسترس زیستی نیستند، به این معنی که نمی توان از آنها به عنوان دارو استفاده کرد. کمپلکس سیکلودکسترین جذب این مواد مغذی را بسیار آسان تر می کند.
مطالعات نشان میدهد که غلظتهای پلاسمایی کمپلکسهای کورکومین-سیکلودکسترین 10 تا 15 برابر بیشتر از غلظتهای معمولی کورکومین است. با این بهبود، دوزهای خوراکی که قبلاً مؤثر نبودند، اکنون می توانند برای افرادی که به دنبال گزینه های طبیعی سلامت هستند، به صورت درمانی استفاده شوند.
ترکیبات طعم دهنده فرار، ذخیره و آماده سازی غذا را به روش های خاصی سخت تر می کند. هنگام ساختن چیزی، دمای بالا میتواند طعمهای لطیف را از بین ببرد، و زمانی که آن را ذخیره میکنید، شرایط میتواند طعمها را جابجا کند یا بدتر شود.
محصور کردن سیکلودکسترین این مواد شیمیایی ارزشمند را در طول پردازش ایمن نگه می دارد و به آنها اجازه می دهد در طول مصرف به آرامی آزاد شوند. این فناوری طعم ها را از مزرعه تا بشقاب یکسان نگه می دارد که باعث خوشحالی بیشتر مشتریان و بهبود کیفیت محصول می شود.
علاوه بر کاربردهای سنتی آن در صنایع دارویی و غذایی، می توان از آن در محیط زیست نیز استفاده کرد. از طریق شناسایی مولکولی انتخابی و محصور کردن، این مولکول ها در خلاص شدن از شر سموم آلی از آب و زمین های آلوده بسیار خوب هستند.
مواد ساخته شده از این محصول می توانند علف کش ها، حلال های صنعتی و فرآورده های نفتی را از ماتریس های محیطی خارج کنند. آلاینده هایی که در محفظه قرار می گیرند، راحت تر جدا می شوند و با خیال راحت از شر آنها خلاص می شوند، که به پاکسازی محیط در سراسر جهان کمک می کند.
استفاده از حسگرهای شیمیایی پیشرفته با توانایی های تشخیص مولکولی امکان پذیر شده است که آن را برای تحویل دارو مفید می کند. با استفاده از مشتقات سیکلودکسترین اصلاحشده، مولکولهای منفرد را میتوان در مخلوطهای پیچیده با ایجاد کمپلکسهای گنجاندن که سیگنالهایی را ارسال میکنند که میتوان اندازهگیری کرد، یافت.
از این حسگرها برای تست ایمنی مواد غذایی، مراقبت از محیط اطراف و اطمینان از کیفیت داروها استفاده می شود. شیمی میزبان - مهمان بهتر از بسیاری از روش های تشخیصی دیگر است زیرا انتخابی و حساس تر است.
فرمولسازها میتوانند بهترین استفاده را از سیکلودکسترین با درک فیزیک کمپلکسهای گنجاندن داشته باشند. فعل و انفعالات آبگریز، نیروهای واندروالس و پیوندهای هیدروژنی بین مولکول های میزبان و مهمان برخی از نیروهایی هستند که اشیا را حرکت می دهند.
ثابت پایداری با تغییرات آنتالپی و آنتروپی در طول کمپلکس تنظیم می شود. این ثابت به طور مستقیم با اثرات درمانی یا عملکردی مرتبط است. به طور کلی کمپلکس هایی که قوی تر هستند و بهتر کار می کنند دارای ثابت پایداری بالاتری هستند.
طیفسنجی رزونانس مغناطیسی هستهای، کالریسنجی اسکن تفاضلی و کریستالوگرافی اشعه ایکس از پیشرفتهترین روشهای تحلیلی هستند که میتوانند برای مطالعه ساختار و رفتار سیستمهای پیچیده با جزئیات زیاد مورد استفاده قرار گیرند. این ابزارها امکان ایجاد فرمولاسیون هایی را فراهم می کنند که برای مصارف خاص بهترین کار را دارند.
برای ساخت سیکلودکسترین صنعتی، باید از روش های مهندسی زیستی پیچیده و سیستم های کنترل کیفیت دقیق استفاده کنید. از آنجایی که فرآیند تولید بسیار پیچیده است، ما به منابعی با تجربه زیاد در ساخت مواد جانبی دارویی نیاز داریم.
دما، PH، زمان واکنش و نحوه تمیز کردن محصول تاثیر زیادی بر کیفیت و پایداری آن دارد. برای حمایت از تحقیقات دارویی تجاری، تامین کنندگان باید نشان دهند که می توانند دسته ها را تکرار کنند و مواد قابل اطمینان را در مدت زمان طولانی ارائه دهند.
انطباق با مقررات، سطح دیگری از دشواری را اضافه می کند و سوابق دقیق و مطالعات اعتبار سنجی را می طلبد. تأمینکنندگان محصول موفق، فایلهای اصلی داروی خود را بهروز نگه میدارند و برای ارسالهای نظارتی مشتری کمک فنی ارائه میکنند.
از آنجایی که محققان روشهای جدیدی برای محصور کردن مولکولها پیدا میکنند، تأثیرات تغییردهنده فناوری محصول بر مصارف دارویی، غذایی و صنعتی همچنان در حال رشد است. این ماده جانبی انعطاف پذیر مشکلات مهمی را در حمل و نقل دارو، پایداری محصول و بهبود عملکرد با استفاده از راه حل های مولکولی ظریف حل می کند.
امیدهای زیادی برای نوآوری سیکلودکسترین در آینده وجود دارد. محققان همچنان به دنبال مشتقات جدید، برنامه های کاربردی بهبود یافته و فناوری های ترکیبی هستند. همانطور که حل مشکلات فرمولاسیون سخت تر می شود، خواص ویژه سیکلودکسترین آن را به ابزاری ضروری برای ایجاد محصولات جدید در بسیاری از مشاغل مختلف در سراسر جهان تبدیل می کند.
1. سیکلودکسترین چه تفاوتی با سایر موادی دارد که باعث می شود اشیا بهتر حل شوند؟
این نه تنها حلال ها را بیشتر نگه می دارد، بلکه این کار را از طریق یک فرآیند کپسوله سازی شیمیایی منحصر به فرد انجام می دهد. حل کننده های سنتی نمی توانند همه این کارها را همزمان انجام دهند، اما این فرآیند می تواند. ثبات را بهبود می بخشد، مزه ها را پوشانده و رهاسازی را کنترل می کند.
2. چگونه بفهمم که کدام نوع سیکلودکسترین برای پروژه من بهتر عمل می کند؟
انتخاب بیشتر بر اساس اندازه و ویژگی های مولکول مهمان است. آلفا سیکلودکسترین با مولکول های کوچک، بتا سیکلودکسترین با مواد شیمیایی با اندازه متوسط و گاما سیکلودکسترین با مولکول های بزرگ بهترین کار را انجام می دهند. مدل سازی مولکولی و غربالگری تجربی به بهتر شدن فرآیند انتخاب کمک می کند.
3. اگر از آن استفاده می کنید، آیا دلیلی برای ایمن ماندن وجود دارد؟
مشخصات ایمنی سیکلودکسترین های طبیعی و نسخه های تایید شده بسیار خوب است. بتا سیکلودکسترین و مشتقات آن معمولاً برای استفاده در غذا بی خطر هستند. از سوی دیگر، مواد درجه دارویی، استانداردهای ایمنی سختگیرانه ای را برای استفاده انسانی رعایت می کنند.
4. چه عواملی بر امنیت مجتمع شمول تأثیر می گذارد؟
تناسب مولکولی در فضا، دما، pH، غلظت و مواد رقیب همگی می توانند بر پایداری یک کمپلکس تأثیر بگذارند. بهترین شرایط مطلوبیت حرارتی را به حداکثر می رساند و میزان تفکیک پیچیده ای را که در طول استفاده و ذخیره سازی اتفاق می افتد کاهش می دهد.
5. سیکلودکسترین چه تأثیری بر نحوه ترشح داروها دارد؟
بسته به اینکه فرمولاسیون چگونه ساخته می شود، می تواند سرعت انتشار دارو را کاهش دهد، یا محدود کند. تفکیک سریع کمپلکس رهاسازی فوری را بهبود می بخشد و ترکیبات پلیمری امکان ایجاد الگوهای رهاسازی طولانی را فراهم می کند که می تواند برای نیازهای درمانی خاص تنظیم شود.
6. آیا می توان از سیکلودکسترین با مواد دیگر استفاده کرد؟
نشان داده شده است که با اکثر مواد کمکی دارو به خوبی کار می کند. ترکیب پلیمرها، سورفکتانتها و سایر مواد جانبی مفید به روشهای هوشمند اغلب میتواند مزایایی را به همراه داشته باشد که فراتر از آن چیزی است که هر جزء میتواند به تنهایی انجام دهد.
می توانید به DELI Biochemical به عنوان یک تولید کننده سیکلودکسترین اعتماد کنید. آنها بیش از 26 سال تجربه در ساخت مواد جانبی دارویی دارند که می تواند حتی در سخت ترین پروژه های فرمولاسیون به شما کمک کند. طیف وسیع محصولات برای فروش و توانایی اثبات شده ما در ساخت آنها به شرکت های داروسازی کمک می کند تا به ارتفاعات جدیدی در تحویل دارو و بهبود پایداری دست یابند.
با تیم فنی ما در xadl@xadl.com تماس بگیرید تا در مورد اینکه چگونه راه حل های محصول ما می تواند فرمول بعدی شما را متحول کند صحبت کنید.
1. Jambhekar، S.S.، Breen، P. "سیکلودکسترین ها در فرمولاسیون های دارویی II: انحلال، ثابت اتصال، و کارایی کمپلکس شدن." کشف دارو امروز 21، شماره. 2 (2016): 363-368.
2. بروستر، M.E.، Loftsson، T. "سیکلودکسترین ها به عنوان حل کننده های دارویی." بررسی های پیشرفته تحویل دارو 59، شماره. 7 (2007): 645-666.
3. Kurkov, S.V., Loftsson, T. "Cyclodextrins." مجله بین المللی داروسازی 453، شماره. 1 (2013): 167-180.
4. Szejtli, J. "مقدمه و مروری کلی بر شیمی سیکلودکسترین." بررسی های شیمیایی 98، شماره. 5 (1998): 1743-1754.
5. Carrier, R.L., Miller, L.A., Ahmed, I. "کاربرد سیکلودکسترین ها برای افزایش فراهمی زیستی خوراکی." مجله انتشار کنترل شده 123، شماره. 2 (2007): 78-99.
6. چلا، ر.، آهوجا، ع.، علی، ج.، خار، ر.ک. "سیکلودکسترین ها در دارورسانی: یک بررسی به روز." AAPS PharmSciTech 6, no. 2 (2005): E329-E357.
