Siklodekstrinin keşfi, gıda ve tıp tarihinde ileriye doğru atılan en önemli adımlardan biridir. Doğal olarak oluşan bu siklik oligosakkarit, ilaçları sunma, gıdaları taze tutma ve endüstride diğer birçok kimyasalı kullanma şeklimizi değiştirdi. Ürün, hidrofobik iç boşluğa ve hidrofilik dış yüzeye sahip kendine özgü moleküler yapısı sayesinde birçok alanda önemli sorunlara çözüm getiren inklüzyon kompleksleri oluşturur. Bu esnek yardımcı madde tüm dünyada formülasyon bilimini ve üretim süreçlerini değiştiriyor. İlaç emilimini iyileştirmekten, ilaçlardaki kötü tatları gizlemeye kadar her şeyi yapabilir.
Siklodekstrinin moleküler düzeyde nasıl çalıştığına baktığımızda ilginç supramoleküler kimya alanı hayat buluyor. Bu koni şeklindeki moleküllerdeki glikoz birimleri, α-1,4-glikosidik bağlarla bağlanır. Üç ana türü vardır: altı glikoz ünitesine sahip alfa-siklodekstrin, yedi üniteye sahip beta-siklodekstrin ve sekiz üniteye sahip gama-siklodekstrin.
Her versiyondaki boşluklar, moleküllerin farklı bileşiklere bağlanmasına ve onlarla etkileşime girmesine olanak tanıyan farklı boyuttadır. Alfa-siklodekstrin için hidrofobik boşluk genişliği 4,7 ile 5,3 Å arasındadır ve gama-siklodekstrin için ise 7,5-8,3 Å arasındadır. Doğru boyutu seçme yeteneği, moleküllerin kimyasal ve fiziksel özelliklerine göre doğru şekilde kapsüllenmesine olanak tanır.
Sıcaklık, pH, konsantrasyon oranları ve konakçı ile konuk moleküllerin termodinamik olarak ne kadar uyumlu olduğu, moleküllerin ne kadar iyi kapsüllendiğini etkileyen şeylerden bazılarıdır. Araştırmacılar, en iyi inklüzyon kompleksi oluşumunun, konuk molekülün ürün cebine mükemmel bir şekilde yerleştiğinde ve van der Waals kuvvetlerinden ve hidrofobik etkileşimlerden en iyi şekilde yararlandığında gerçekleştiğini bulmuşlardır.
Piyasadaki ilaçların yaklaşık %40'ı ve araştırmalardaki bileşiklerin %90'a varan oranı, suda iyi çözünmeme sorunu yaşamaktadır. Siklodekstrin inklüzyon kompleksleri, emilim ve parçalanma oranlarını çok daha iyi hale getirerek bu sorunu çözmektedir. Suyu sevmeyen ilaç molekülleri ürün cebine girdiğinde ilacı çözünmüş gibi görünen bir durumda tutan bir kompleks oluştururlar.
Klinik testler, siklodekstrin kompleksinin kolayca çözünmeyen bileşikleri %200 ila %500 daha fazla biyolojik olarak kullanılabilir hale getirebildiğini göstermektedir. İle yapılan vorikonazol enjeksiyonubetadex sülfobütil eter sodyum, bu yöntemin ticari ilaçlarda ne kadar işe yaradığının güzel bir örneğidir.
Farmasötik istikrarla ilgili sorunlar, ürün iadeleri ve ilaçların yapılma şeklini değiştirme çabaları nedeniyle sektöre her yıl milyarlarca dolara mal oluyor. Siklodekstrin kapsülleme ışığın, oksijenin, ısının ve nemin kendilerine duyarlı aktif tıbbi bileşenlerin parçalanmasını önler.
Kompleks, terapötik etkinliği korurken raf ömrünü büyük ölçüde artıran moleküler bir kalkan görevi görür. Ayrıca siklodekstrinin hidroksipropil metilselüloz gibi maddelerle karıştırılmasıyla uzun süre sürekli ilaç veren kontrollü salım formülasyonları da mümkün olmaktadır.
Özellikle çocuklar ve yaşlılar için hastanın tedaviye uyumu tedavinin başarısı açısından çok önemlidir. Pek çok aktif bileşen, insanların ilaçlarını reçete edildiği gibi alma olasılığını azaltan ekşi, metalik veya başka türlü hoş olmayan tatlara sahiptir.
Siklodekstrin kapsülleme, kötü molekülleri hidrofobik boşluğun içine yerleştirerek bu organoleptik özellikleri başarılı bir şekilde gizler. Tat alma tomurcukları, içindeki kimyasalları algılayamaz ancak ilaç bağırsaklara ulaştığında yine de emilebilir.
İlaçlar IV yoluyla verildiğinde, güvenlik ve etkinlik açısından çok yüksek standartları karşılamaları gerekir. Siklodekstrin türevleri, özelliklesülfobutileter-beta-siklodekstrinVehidroksipropil-beta-siklodekstrinIV yoluyla verildiğinde çok iyi tolere edilir.
Bu yardımcı maddeler, zararlı yardımcı çözücüler kullanılmadan yeterince iyi çözündükleri için daha önce teslim edilemeyen kimyasalların formüle edilmesini mümkün kılar. Kan plazmasındaki inklüzyon komplekslerinin hızlı bir şekilde parçalanması, yardımcı maddelerin birikmesini önlerken ilacın hemen kullanılabilir olmasını sağlar.
Gıda sektörü üzerinde, ürünlerinin kalitesini ve güvenliğini korurken daha az sentetik koruyucu madde kullanması yönünde sürekli bir baskı var. Siklodekstrin teknolojisi, doğal antimikrobiyalleri, antioksidanları ve lezzet bileşenlerini moleküller içinde kapsülleyerek sorunları çözmenin yeni yollarını sunar.
Kapsüllenen uçucu yağlar antibakteriyel özelliklerini korur ancak yiyeceklerin tadını çok güçlü hale getirebilecek güçlü tatlarını kaybederler. Bu uygulama doğal olarak ürünlerin raf ömrünü uzatırken, müşterilerin "temiz etiketli" ürün talebini de karşılıyor.
Kurkumin, resveratrol ve omega-3 yağ asitleri gibi pek çok iyi kimyasal biyoyararlı değildir, bu da ilaç olarak kullanılamayacakları anlamına gelir. Siklodekstrin kompleksi, bu besin bileşenlerinin emilmesini çok daha kolaylaştırır.
Çalışmalar, kurkumin-siklodekstrin komplekslerinin plazma konsantrasyonlarının normal kurkumin formülasyonlarından 10-15 kat daha yüksek olduğunu göstermektedir. Bu gelişmeyle birlikte, daha önce işe yaramayan oral dozlar artık doğal sağlık seçenekleri arayan kişiler için tedavi amaçlı olarak kullanılabiliyor.
Uçucu tat bileşikleri, yiyeceklerin belirli şekillerde saklanmasını ve hazırlanmasını zorlaştırır. Bir şey yapılırken, yüksek sıcaklıklar hassas tatları bozabilir ve depolandığında koşullar, tatların değişmesine veya daha da kötüleşmesine neden olabilir.
Siklodekstrin kapsülleme, bu değerli kimyasalları işleme sırasında güvende tutar ve tüketim sırasında yavaşça salınmalarını sağlar. Çiftlikten sofraya kadar lezzetlerin aynı kalmasını sağlayan teknoloji, müşterileri daha mutlu ediyor ve ürünün kalitesini artırıyor.
İlaç ve gıda endüstrilerindeki geleneksel kullanımlarının ötesinde çevrede de kullanılabilir. Seçici moleküler tanıma ve kapsülleme sayesinde bu moleküller, kirli su ve topraktaki organik toksinlerden kurtulma konusunda çok başarılıdır.
Üründen yapılan malzemeler, herbisitleri, endüstriyel solventleri ve petrol ürünlerini çevresel matrislerden çıkarabilir. Kapsüllenen kirleticilerin ayrılması ve güvenli bir şekilde ortadan kaldırılması daha kolaydır, bu da dünya çapında çevrenin temizlenmesine yardımcı olur.
Gelişmiş kimyasal sensör kullanımları, onu ilaç dağıtımında faydalı kılan moleküler tanıma yetenekleri sayesinde mümkün olmaktadır. Modifiye edilmiş siklodekstrin türevleri kullanılarak, ölçülebilen sinyaller gönderen içerme kompleksleri oluşturularak karmaşık karışımlarda tek tek moleküller bulunabilir.
Bu sensörler gıda güvenliğini test etmek, çevreye göz kulak olmak ve ilaçların kalitesinden emin olmak için kullanılıyor. Ev sahibi-misafir kimyası daha seçici ve duyarlı olduğundan diğer birçok teşhis yönteminden daha iyidir.
Formül hazırlayanlar, inklüzyon komplekslerinin fiziğini anlayarak siklodekstrinden en iyi şekilde yararlanabilirler. Hidrofobik etkileşimler, van der Waals kuvvetleri ve konukçu ve konuk moleküller arasındaki hidrojen bağları, nesneleri hareket ettiren güçlerden bazılarıdır.
Kararlılık sabiti, kompleksleşme sırasında entalpi ve entropideki değişikliklerle belirlenir. Bu sabit doğrudan terapötik veya fonksiyonel etkilerle bağlantılıdır. Genel olarak daha güçlü ve daha iyi çalışan komplekslerin stabilite sabitleri daha yüksektir.
Nükleer manyetik rezonans spektroskopisi, diferansiyel taramalı kalorimetri ve X-ışını kristalografisi, karmaşık sistemlerin yapısını ve davranışını çok ayrıntılı bir şekilde incelemek için kullanılabilecek en gelişmiş analitik yöntemlerden bazılarıdır. Bu araçlar, belirli kullanımlar için en iyi sonucu veren formülasyonların oluşturulmasını mümkün kılar.
Endüstriyel siklodekstrin yapmak için karmaşık biyomühendislik yöntemlerini ve sıkı kalite kontrol sistemlerini kullanmanız gerekir. Üretim süreci çok karmaşık olduğundan, farmasötik yardımcı maddeler yapımında çok fazla deneyime sahip kaynaklara ihtiyacımız var.
Sıcaklık, pH, reaksiyon süresi ve ürünün temizlenme şeklinin tümü ürünün kalitesi ve stabilitesi üzerinde büyük etkiye sahiptir. Ticari farmasötik araştırmaları desteklemek için tedarikçilerin partileri tekrarlayabildiklerini ve uzun bir süre boyunca güvenilir malzeme sağlayabildiklerini göstermeleri gerekir.
Mevzuata uygunluk, ayrıntılı kayıtlar ve doğrulama çalışmaları gerektirerek başka bir zorluk düzeyi daha ekler. Başarılı ürün tedarikçileri ilaç ana dosyalarını güncel tutar ve müşterilerin mevzuata ilişkin gönderimleri için teknik yardım sağlar.
Araştırmacılar molekülleri kapsüllemek için yeni yöntemler buldukça, ürün teknolojisinin farmasötik, gıda ve endüstriyel kullanımlar üzerindeki dönüştürücü etkileri büyümeye devam ediyor. Bu esnek yardımcı madde, zarif moleküler çözümler kullanarak ilaç taşınması, ürün stabilitesi ve performans iyileştirmedeki önemli sorunları çözer.
Gelecekte siklodekstrin yeniliğine dair pek çok umut var. Araştırmacılar hâlâ yeni türevler, geliştirilmiş uygulamalar ve kombinasyon teknolojileri üzerinde çalışıyor. Formülasyon sorunlarının çözülmesi zorlaştıkça, siklodekstrinin özel özellikleri, onu dünya çapında birçok farklı işletmede yeni ürünler yaratmak için önemli bir araç haline getiriyor.
1. Siklodekstrinin, nesnelerin daha iyi çözünmesini sağlayan diğer maddelerden farkı nedir?
Bu sadece solventlerin daha fazla tutulmasını sağlamakla kalmaz, bunu benzersiz bir kimyasal kapsülleme işlemi yoluyla yapar. Geleneksel çözücüler bunların hepsini aynı anda yapamaz, ancak bu süreç yapabilir. Stabiliteyi artırır, tatları maskeler ve salınımı kontrol eder.
2. Projem için hangi tür siklodekstrinin en iyi sonucu vereceğini nasıl anlarım?
Seçim çoğunlukla konuk molekülün boyutuna ve özelliklerine dayanmaktadır. Alfa-siklodekstrin küçük moleküllerle en iyi şekilde çalışır, beta-siklodekstrin orta büyüklükteki kimyasallarla en iyi şekilde çalışır ve gama-siklodekstrin büyük moleküllerle en iyi şekilde çalışır. Moleküler modelleme ve deneysel tarama, seçim sürecini daha iyi hale getirmeye yardımcı olur.
3. Eğer kullanırsanız güvende kalmanız için herhangi bir neden var mı?
Doğal siklodekstrinlerin ve onaylı versiyonlarının güvenlik profilleri çok iyidir. Beta-siklodekstrin ve türevlerinin genellikle gıdalarda kullanımının güvenli olduğu düşünülmektedir. Öte yandan farmasötik düzeydeki malzemeler, insan kullanımına yönelik katı güvenlik standartlarını karşılar.
4. Bir katılım kompleksinin güvenliğini hangi faktörler etkiler?
Uzaya moleküler uyum, sıcaklık, pH, konsantrasyon ve rakip maddelerin tümü bir kompleksin ne kadar kararlı olduğunu etkileyebilir. En iyi koşullar, termal uygunluğu en üst düzeye çıkarır ve kullanım ve depolama sırasında meydana gelen karmaşık ayrışma miktarını azaltır.
5. Siklodekstrinin ilaçların salınma şekli üzerinde nasıl bir etkisi vardır?
Formülasyonun nasıl yapıldığına bağlı olarak ilaç salınımını hızlandırabilir, yavaşlatabilir veya sınırlayabilir. Hızlı kompleks ayrışma, anında salınımı iyileştirir ve polimer kombinasyonları, spesifik terapötik ihtiyaçlara göre uyarlanabilen uzun süreli salınım modellerine olanak tanır.
6. Siklodekstrini diğer bileşenlerle birlikte kullanmak mümkün mü?
Çoğu ilaç yardımcı maddesiyle iyi çalıştığı gösterilmiştir. Polimerleri, yüzey aktif maddeleri ve diğer faydalı yardımcı maddeleri akıllı yöntemlerle birleştirmek, çoğu zaman her bir bileşenin kendi başına yapabileceklerinin ötesine geçen faydalar sağlayabilir.
Siklodekstrin üreticisi olarak DELI Biochemical'a güvenebilirsiniz. En zorlu formülasyon projelerinde bile size yardımcı olabilecek farmasötik yardımcı maddeler üretiminde 26 yılı aşkın deneyime sahiptirler. Satışa sunulan geniş ürün yelpazemiz ve bunları en iyi şekilde üretme konusundaki kanıtlanmış yeteneğimiz, ilaç şirketlerinin ilaç dağıtımında ve stabiliteyi iyileştirmede yeni boyutlara ulaşmalarına yardımcı olur.
Ürün çözümlerimizin bir sonraki formülasyonunuzda nasıl devrim yaratabileceğini tartışmak için xadl@xadl.com adresinden teknik ekibimizle iletişime geçin.
1. Jambhekar, S.S., Breen, P. "Farmasötik formülasyonlarda siklodekstrinler II: çözündürme, bağlanma sabiti ve kompleksleşme verimliliği." İlaç Keşfi Bugün 21, no. 2 (2016): 363-368.
2. Brewster, M.E., Loftsson, T. "Farmasötik çözündürücüler olarak siklodekstrinler." Gelişmiş İlaç Dağıtımı İncelemeleri 59, no. 7 (2007): 645-666.
3. Kurkov, S.V., Loftsson, T. "Cyclodextrins." Uluslararası Eczacılık Dergisi 453, no. 1 (2013): 167-180.
4. Szejtli, J. "Siklodekstrin Kimyasına Giriş ve Genel Bakış." Kimyasal İncelemeler 98, no. 5 (1998): 1743-1754.
5. Carrier, R.L., Miller, L.A., Ahmed, I. "Ağızdan biyoyararlanımı arttırmak için siklodekstrinlerin kullanımı." Kontrollü Salım Dergisi 123, no. 2 (2007): 78-99.
6. Challa, R., Ahuja, A., Ali, J., Khar, R.K. "İlaç dağıtımında siklodekstrinler: güncellenmiş bir inceleme." AAPS PharmSciTech 6, no. 2 (2005): E329-E357.
