Циклодекстрини (CD) були відкриті Велльє в 1891 році. Минуло більше століття з моменту відкриття циклодекстринів, які перетворилися на найважливіший предмет супрамолекулярної хімії, що містить у собі мудрість і працю багатьох вчених і технологів. Вільєрс першим виділив 3 г речовини, яку можна перекристалізувати з води, з 1 кг розщепленого крохмалю Bacillus amylobacter (Bacillus), визначивши його склад (C 6 H 10 O 5)2*3H 2 O, який називався -деревне борошно.
Циклодекстрин (далі - CD) - це білий кристалічний порошок з нетоксичними, нешкідливими, водорозчинними, пористими та стабільними характеристиками, який є циклічним олігосахаридом зі складною структурою порожнини, що складається з кількох молекул глюкози, з'єднаних у головці. і хвіст. Молекулярна структура циклодекстрину є типом циклічної порожнини, через його особливу структуру, зовнішні гідрофільні та внутрішні гідрофобні властивості, його часто використовують для формування включення або модифікатора для покращення фізичних та хімічних властивостей вбудованого матеріалу. Циклодекстрини, що містять 6, 7 і 8 одиниць глюкози, а саме α-CD, β-CD і γ-CD, зазвичай використовуються в практичних цілях, як показано на рис. 1. Циклодекстрини широко використовуються в галузі стабілізації харчових ароматизаторів і ароматизатори, захист світлочутливих компонентів, фармацевтичні ексципієнти та цільові агенти, а також утримання ароматизаторів у щоденних хімікатах. Серед поширених циклодекстринів β-CD, порівняно з α-CD і γ-CD, широко використовується в різних областях завдяки помірному розміру порожнинної структури, зрілій технології виробництва та найнижчій вартості.
Бетадекс Сульфобутиловий ефір натрію(SBE-β-CD) – це іонізована похідна β-циклодекстрину (β-CD), яка була успішно розроблена компанією Cydex у 1990-х роках і є продуктом реакції заміщення між β-CD та 1,4-бутансульфонолактоном. Реакція заміщення може відбуватися на 2,3,6 вуглецевій гідроксильній групі одиниці глюкози β-CD. SBE-β-CD має такі переваги, як хороша розчинність у воді, низька нефротоксичність і невеликий гемоліз тощо, це фармацевтична допоміжна речовина з відмінними характеристиками, і вона пройшла схвалення FDA США для використання в якості допоміжної речовини для ін’єкцій.
1. Як приготувати комплекси включення між API/препаратами/NME/NCE та циклодекстринами?
Комплекси включення, що містять циклодекстрини, можна приготувати різноманітними способами, такими як розпилювальна сушка, сублімаційна сушка, розминання та фізичне змішування. Метод приготування може бути обраний з ряду попередніх тестів для визначення ефективності включення для даного методу. Щоб отримати комплекс у твердій формі, розчинник необхідно видалити на останній стадії процесу. Приготування включення або комплексу у водному середовищі дуже просте за допомогою гідроксипропіл-β-циклодекстрину (HPBCD). Загальний принцип передбачає розчинення кількісної кількості HPBCD, отримання водного розчину, додавання активного інгредієнта до цього розчину та перемішування до утворення просвітленого розчину. Зрештою, комплекс можна висушити сублімацією або розпиленням.
2. Коли мені слід розглянути можливість використання циклодекстринів у моїх препаратах?
① Це може вплинути на біодоступність, якщо активний інгредієнт погано розчиняється у воді.
② Якщо час, необхідний для досягнення ефективних рівнів перорального препарату в крові, надмірний через повільну швидкість розчинення та/або неповне всмоктування.
③ Коли необхідно приготувати водні очні краплі або ін’єкції, що містять нерозчинні активні інгредієнти.
④ Якщо активний інгредієнт нестабільний за фізико-хімічними властивостями.
⑤ Коли прийнятність препарату погана через неприємний запах, гіркий, терпкий або подразливий смак.
⑥ Коли це необхідно для полегшення побічних ефектів (таких як подразнення горла, очей, шкіри або шлунка).
⑦ Коли активний інгредієнт надається в рідкій формі, однак кращою формою препарату є стабілізовані таблетки, порошки, водні спреї тощо.
3. Чи утворюють цільові сполуки комплекси з циклодекстринами?
(1) Загальні передумови для утворення фармацевтично корисних комплексів включення з цільовими сполуками. По-перше, важливо знати природу цільової сполуки, а у випадку малих молекул можна враховувати такі властивості:
① Зазвичай понад 5 атомів (C, O, P, S і N) утворюють кістяк молекули.
② Зазвичай менше 5 конденсованих кілець у молекулі
③ Розчинність менше 10 мг/мл у воді
④ Температура плавлення нижче 250°C (інакше зчеплення між молекулами буде занадто сильним)
⑤ Молекулярна маса між 100-400 (чим менша молекула, тим менший вміст лікарського засобу в комплексі, великі молекули не поміщаються в порожнину циклодекстрину)
⑥ Електростатичний заряд, присутній на молекулі
(2) Для великих молекул більшість випадків не дозволить повністю інкапсулювати в порожнині циклодекстрину. Однак бічні ланцюги в макромолекулах можуть містити відповідні групи (наприклад, ароматичні амінокислоти в пептидах), які можуть взаємодіяти з циклодекстринами у водному розчині та утворювати часткові комплекси з ними. Повідомлялося, що стабільність водних розчинів інсуліну або інших пептидів, білків, гормонів і ферментів була значно покращена в присутності відповідних циклодекстринів. Враховуючи вищевказані фактори, наступним кроком буде проведення лабораторних тестів, щоб оцінити, чи досягають циклодекстрини функціональні властивості (наприклад, покращена стабільність, покращена розчинність).
