Siklodekstrinlerin tarihçesi: Kısaca uzun bir hikaye
Siklodekstrinler, en önemli polisakkaritler olan nişastanın enzimatik bozunmasından doğal olarak oluşan glikozun siklik oligomerleridir. Neredeyse 130 yıldır biliniyorlar ama asıl atılımlarını 1980'lerde ilaç ve gıda endüstrilerindeki ilk uygulamalarıyla gerçekleştirdiler. 1980'li yıllardan bu yana siklodekstrinlere ilişkin toplam yayın ve patent sayısı 53.000'i aşmaktadır.
1891-1936: Keşif dönemi
Tarihleri Fransa'da 1891'de eczacı ve kimyager Antoine Villiers'in siklodekstrinlere ilişkin ilk referansı yayınlamasıyla başlar. Villiers, enzimlerin çeşitli karbonhidratlar üzerindeki etkisi üzerinde çalışıyordu ve belirli koşullar altında patates nişastasının, Bacillus amilobacter'in etkisi altında esas olarak dekstrinler verecek şekilde fermente edilebildiğini açıkladı. Dekstrin terimi o zamanlar nişastanın bozunma ürünlerini tanımlamak için kullanılmıştı. Villiers, selülozla benzerliğinden dolayı bu kristalize maddeye “selülozin” adını vermeyi önermiştir [1].
Birkaç yıl sonra, siklodekstrin kimyasının “Kurucu Babası” Avusturyalı bir mikrobiyolog olan Franz Schardinger, nişasta içeren bir ortamda yetiştirildiğinde tekrarlanabilir şekilde iki farklı kristalli madde üreten bir mikroorganizmayı (Bacillus macerans) izole etti [2]. Bu iki tip polisakkariti kristal dekstrin A ve kristal dekstrin B olarak tanımladı ve bu iki dekstrinin hazırlanması ve ayrılmasına ilişkin ilk ayrıntılı açıklamayı yaptı.
1936–1970: Keşif dönemi
1911'den 1935'e kadar bir şüphe ve anlaşmazlık dönemi geldi ve dekstrinler üzerine araştırmalar ancak 1930'ların ortalarına kadar yeniden gelişti.
Araştırma dönemi, Freudenberg ve French'in "Schardinger dekstrin" moleküllerinin yapısı üzerine elde ettiği çok sayıda sonuçla damgasını vurdu. 1940'larda Freudenberg ve çalışma arkadaşları γ-CD'yi keşfettiler ve ardından siklodekstrin moleküllerinin siklik oligosakarit yapısını çözdüler.
1950–1970: Olgunlaşma dönemi
Siklodekstrin-inklüzyon kompleksleri hazırlamanın fizibilitesini keşfettikten sonra Freudenberg, Cramer ve Plieninger, 1953'te siklodekstrinlerin farmasötik formülasyonlardaki uygulamalarına ilişkin CD ile ilgili ilk patenti yayınladılar ve bunların akademik araştırmalardan endüstriyel uygulamalara geçişini başlattılar. yaşıyor [3].
1970-Bugün: Başvuru dönemi
1970 ve sonrasında siklodekstrinlere olan ilgi arttı. O zamandan bu yana çok sayıda endüstriyel ve farmasötik uygulamayla tanıştık, etkileyici bilimsel literatür oluştu ve patent başvurularında artış yaşandı. Günümüzde siklodekstrinler hala araştırmacıları büyülemektedir ve her yıl siklodekstrinlere makaleler ve kitap bölümleri de dahil olmak üzere 2000'den fazla yayın ayrılmaktadır [4].
Siklodekstrinlerin Uygulamaları
Siklodekstrinler ve türevleri biyolojik uyumlulukları ve çok yönlülükleri nedeniyle çok çeşitli uygulamalara sahiptir. Tekstil ve ilaç endüstrilerinin yanı sıra tarım kimyası, gıda teknolojisi, biyoteknoloji, kataliz ve kozmetik alanlarında da yaygın olarak kullanılmaktadırlar.
Siklodekstrinler, çeşitli ilaç dağıtım sistemlerinin tasarımı için ilaç alanında bolca araştırılmıştır. Bunlar ağırlıklı olarak stabiliteyi artıran ve aktif bileşiklerin ve kısımların suda çözünürlüğünü ve biyoyararlanımını artıran maddeler olarak bilinir. Siklodekstrin araştırmalarındaki son gelişmeler, bunların çeşitli hastalıkların (örneğin, hiperkolesterolemi, kanser, Niemann-Pick Tip C hastalığı) tedavisinde aktif farmasötik bileşenler (API'ler) olarak potansiyellerini göstermesine rağmen, bunlar yararlı farmasötik yardımcı maddeler olarak kabul edilmiştir [7].
Siklodekstrinlerin diğer uygulamaları arasında analitik kimya, organik kimya (sentez), makromoleküler kimya (malzemeler), tıklama kimyası, supramoleküler kimya, membranlar, enzim teknolojisi ve nanoteknoloji (çeşitli alanlar için nanopartiküller/nano süngerler) yer alır. Bununla birlikte ilaç, gıda ve kozmetik endüstrileri siklodekstrinlerin ana hedef pazarları olmaya devam etmektedir [5].
İnklüzyon Kompleksi Oluşumu
Bu uygulamaların çoğu, siklodekstrinlerin çok çeşitli katı, sıvı ve gazlı bileşiklerle inklüzyon kompleksleri oluşturma kabiliyeti nedeniyle mümkündür. Bu komplekslerde, konakçı (siklodekstrinler) boşluğu içinde geçici olarak kilitlenen veya kafeslenen konuk moleküllerin fizikokimyasal özellikleri, çözünürlük artışı, stabilizasyon ve diğer faydalı özellikler sunacak şekilde derinlemesine değiştirilir [6].
Referanslar:
1. Crini G., (2014). İnceleme: Siklodekstrinlerin Tarihi. Kimyasal İncelemeler, 114(21), 10940–10975. DOI:10.1021/cr500081p
2. Szejtli J., (2004). Siklodekstrin araştırmalarının dünü, bugünü ve geleceği. Saf ve Uygulamalı Kimya, 76(10), 1825–1845. DOI:10.1351/pac200476101825
3. Wüpper S., Lüersen K., Rimbach G., (2021). Siklodekstrinler, Doğal Bileşikler ve Bitki Biyoaktif Maddeleri-Beslenme Perspektifi. Biyomoleküller. 11(3):401. DOI: 10.3390/biom11030401. PMID: 33803150; PMCID: PMC7998733.
4. Morin-Crini N., Fourmentin S., Fenyvesi É., Lichtfouse E., Torri G., Fourmentin M., Crini G., (2021). Sağlık, gıda, tarım ve endüstri için 130 yıllık siklodekstrin keşfi: bir inceleme. Çevre Kimyası Mektupları, 19(3), 2581–2617. DOI:10.1007/s10311-020-01156-w
5. Crini G., Fourmentin S., Fenyvesi É., Torri G., Fourmentin M. ve Morin-Crini N.,(2018). Siklodekstrinlerin Temelleri ve Uygulamaları. Siklodekstrin Temelleri, Reaktivite ve Analiz, 1–55. DOI:10.1007/978-3-319-76159-6_1
6. Singh M., Sharma R. ve Banerjee U., (2002). Siklodekstrinlerin biyoteknolojik uygulamaları. Biyoteknolojik Gelişmeler, 20(5-6), 341–359. DOI:10.1016/s0734-9750(02)00020-4
7. Di Cagno M. (2016). Yeni Aktif Farmasötik İçerikler Olarak Siklodekstrinlerin Potansiyeli: Kısa Bir Genel Bakış. Moleküller, 22(1), 1. DOI:10.3390/molecules22010001
