تم اكتشاف الدكسترين الحلقي (CD) بواسطة فيلييه في عام 1891. لقد مر أكثر من قرن منذ اكتشاف الدكسترين الحلقي، الذي تطور ليصبح أهم موضوع في الكيمياء فوق الجزيئية، ويحتوي على حكمة وعمل العديد من العلماء والتقنيين. كان فيلييه أول من عزل 3 جرام من مادة يمكن إعادة بلورتها من الماء من 1 كجم من هضم النشا لبكتيريا Bacillus amylobacter (Bacillus)، وحدد تركيبها ليكون (C6H10O5)2*3H2O، والتي كان يسمى دقيق الخشب.
سيكلوديكسترين (المشار إليه فيما يلي باسم CD) هو مسحوق بلوري أبيض ذو خصائص غير سامة وغير ضارة وقابلة للذوبان في الماء ومسامية ومستقرة، وهو عبارة عن سكريات قليلة حلقية ذات بنية تجويفية معقدة تتكون من جزيئات جلوكوز متعددة متصلة في الرأس والذيل. التركيب الجزيئي للسيكلوديكسترين هو نوع تجويف دوري، نظرًا لبنيته الخاصة، وخصائصه الخارجية المحبة للماء والداخلية الكارهة للماء، فإنه غالبًا ما يستخدم لتشكيل تضمين أو معدل لتحسين الخواص الفيزيائية والكيميائية للمادة المدمجة. تستخدم السيكلوديكسترينات التي تحتوي على 6 و7 و8 وحدات جلوكوز، وهي α-CD وβ-CD وγ-CD، بشكل شائع في التطبيقات العملية، كما هو موضح في الشكل 1. وتستخدم السيكلوديكسترينات على نطاق واسع في مجالات تثبيت نكهات الطعام و العطور، وحماية المكونات الحساسة للضوء، والسواغات الصيدلانية وعوامل الاستهداف، واحتجاز العطور في المواد الكيميائية اليومية. من بين الدكسترين الحلقي الشائع، يُستخدم β-CD، مقارنةً بـ α-CD وγ-CD، على نطاق واسع في مختلف المجالات بسبب الحجم المعتدل لبنية التجويف وتكنولوجيا الإنتاج الناضجة وأقل تكلفة.
بيتاديكس سلفوبوتيل إيثر الصوديوم(SBE-β-CD) هو مشتق β-cyclodextrin (β-CD) المتأين والذي تم تطويره بنجاح بواسطة Cydex في التسعينيات، وهو نتاج تفاعل الاستبدال بين β-CD و1,4-بيوتان سلفونولاكتون. يمكن أن يحدث تفاعل الاستبدال على مجموعة 2،3،6 هيدروكسيل كربون من وحدة الجلوكوز β-CD. يتمتع SBE-β-CD بمزايا القابلية الجيدة للذوبان في الماء، والسمية الكلوية المنخفضة وانحلال الدم الصغير، وما إلى ذلك، وهو سواغ صيدلاني ذو أداء ممتاز، وقد حصل على موافقة إدارة الغذاء والدواء الأمريكية لاستخدامه كسواغ للحقن.
1. كيفية تحضير مجمعات التضمين بين API/الأدوية/NME/NCE والدكسترين الحلقي؟
يمكن تحضير مجمعات التضمين المحتوية على الدكسترين الحلقي بعدة طرق، مثل التجفيف بالرش، والتجفيف بالتجميد، والعجن، والخلط الفيزيائي. يمكن اختيار طريقة التحضير من عدد من الاختبارات الأولية لتحديد كفاءة التضمين لطريقة معينة. من أجل تحضير المعقد في شكل صلب، يجب إزالة المذيب في الخطوة الأخيرة من العملية. يعد تحضير التضمين أو المركب في وسط مائي أمرًا بسيطًا للغاية باستخدام هيدروكسي بروبيل- بيتا-سيكلودكسترين (HPBCD). يتضمن المبدأ العام إذابة كمية كمية من HPBCD، والحصول على محلول مائي، وإضافة المادة الفعالة إلى هذا المحلول والخلط حتى يتكون محلول موضح. في نهاية المطاف، يمكن تجفيف المجمع أو تجفيفه بالرش.
2. متى يجب أن أفكر في استخدام الدكسترين الحلقي في تركيباتي؟
① قد يؤثر هذا على التوافر البيولوجي عندما يكون العنصر النشط قليل الذوبان في الماء.
② عندما يكون الوقت اللازم للوصول إلى مستويات الدم الفعالة للدواء عن طريق الفم مفرطًا بسبب بطء معدلات الذوبان و/أو الامتصاص غير الكامل.
③ عندما يكون من الضروري تركيب قطرات العين المائية أو الحقن التي تحتوي على مكونات نشطة غير قابلة للذوبان.
④ عندما يكون العنصر النشط غير مستقر في الخواص الفيزيائية والكيميائية.
⑤ عندما يكون قبول الدواء ضعيفا بسبب رائحة كريهة أو طعم مر أو قابض أو مزعج.
⑥ عند الحاجة لتخفيف الآثار الجانبية (مثل تهيج الحلق أو العين أو الجلد أو المعدة).
⑦ عندما يتم توفير العنصر النشط في شكل سائل، فإن الشكل المفضل للدواء هو أقراص ثابتة، ومساحيق، وبخاخات مائية، وما شابه ذلك.
3. هل تشكل المركبات المستهدفة مجمعات تحتوي على الدكسترين الحلقي؟
(1) المتطلبات العامة لتكوين معقدات تضمينية مفيدة صيدلانياً مع مركبات مستهدفة. أولاً، من المهم معرفة طبيعة المركب المستهدف، وفي حالة الجزيئات الصغيرة يمكن أخذ الخصائص التالية بعين الاعتبار:
① عادةً ما تشكل أكثر من 5 ذرات (C، O، P، S، N) العمود الفقري للجزيء.
② عادة ما يكون أقل من 5 حلقات مكثفة في الجزيء
③ الذوبان أقل من 10 ملغم/مل في الماء
④ درجة حرارة الانصهار أقل من 250 درجة مئوية (وإلا فإن التماسك بين الجزيئات قوي جدًا)
⑤ الوزن الجزيئي بين 100-400 (كلما كان الجزيء أصغر، انخفض محتوى الدواء في الجزيئات الكبيرة المعقدة، ولن تتناسب مع تجويف السيكلوديكسترين)
⑥ الشحنة الكهروستاتيكية موجودة على الجزيء
(2) بالنسبة للجزيئات الكبيرة، لن تسمح معظم الحالات بالتغليف الكامل داخل تجويف الدكسترين الحلقي. ومع ذلك، يمكن أن تحتوي السلاسل الجانبية في الجزيئات الكبيرة على مجموعات مناسبة (على سبيل المثال، الأحماض الأمينية العطرية في الببتيدات) التي يمكن أن تتفاعل مع وتشكل مجمعات جزئية مع الدكسترين الحلقي في محلول مائي. تم الإبلاغ عن أن ثبات المحاليل المائية للأنسولين أو الببتيدات الأخرى والبروتينات والهرمونات والإنزيمات قد تحسن بشكل ملحوظ في وجود الدكسترين الحلقي المناسب. بالنظر إلى العوامل المذكورة أعلاه، فإن الخطوة التالية ستكون إجراء اختبارات معملية لتقييم ما إذا كانت الدكسترينات الحلقية تحقق خصائص وظيفية (على سبيل المثال، تحسين الاستقرار، وتحسين الذوبان).
