Cyclodextrins (CD) được Vellier phát hiện vào năm 1891. Đã hơn một thế kỷ kể từ khi phát hiện ra cyclodextrins, chất này đã phát triển thành chủ đề quan trọng nhất của hóa học siêu phân tử, chứa đựng trí tuệ và công sức của nhiều nhà khoa học và công nghệ. Villiers là người đầu tiên cô lập được 3 g chất có thể kết tinh lại từ nước từ 1 kg dịch tiêu hóa tinh bột của Bacillus amylobacter (Bacillus), xác định thành phần của nó là (C 6 H 10 O 5)2*3H 2 O, trong đó được gọi là bột gỗ.
Cyclodextrin (sau đây gọi là CD) là một loại bột tinh thể màu trắng có đặc tính không độc hại, không độc hại, hòa tan trong nước, xốp và ổn định, là một oligosacarit tuần hoàn có cấu trúc khoang phức tạp bao gồm nhiều phân tử glucose kết nối ở đầu và đuôi. Cấu trúc phân tử của cyclodextrin là loại khoang tuần hoàn, do cấu trúc đặc biệt, tính chất kỵ nước bên ngoài và kỵ nước bên trong, nó thường được sử dụng để tạo thành chất bao gồm hoặc chất biến tính để cải thiện tính chất vật lý và hóa học của vật liệu nhúng. Cyclodextrin chứa 6, 7 và 8 đơn vị glucose, cụ thể là α-CD, β-CD và γ-CD, thường được sử dụng trong các ứng dụng thực tế, như trong Hình 1. Cyclodextrin được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực ổn định hương vị thực phẩm và hương liệu, bảo vệ các thành phần cảm quang, tá dược dược phẩm và chất định vị, giữ hương liệu trong các hóa chất hàng ngày. Trong số các cyclodextrin phổ biến, β-CD, so với α-CD và γ-CD, được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau do cấu trúc khoang có kích thước vừa phải, công nghệ sản xuất hoàn thiện và chi phí thấp nhất.
Betadex Sulfobutyl Ether Natri(SBE-β-CD) là dẫn xuất β-cyclodextrin (β-CD) ion hóa được Cydex phát triển thành công vào những năm 1990 và là sản phẩm của phản ứng thế giữa β-CD và 1,4-butanesulfonolactone. Phản ứng thế có thể xảy ra trên nhóm 2,3,6 carbon hydroxyl của đơn vị glucose β-CD. SBE-β-CD có ưu điểm là hòa tan trong nước tốt, ít gây độc cho thận và tan máu nhỏ, v.v., là một tá dược dược phẩm có hiệu quả tuyệt vời và đã được FDA Hoa Kỳ chấp thuận sử dụng làm tá dược để tiêm.
1. Làm thế nào để tạo phức hợp giữa API/thuốc/NME/NCE và cyclodextrin?
Các phức chất bao gồm chứa cyclodextrin có thể được điều chế theo nhiều cách khác nhau, chẳng hạn như sấy phun, sấy thăng hoa, nhào và trộn vật lý. Phương pháp chuẩn bị có thể được chọn từ một số thử nghiệm sơ bộ để xác định hiệu quả của việc đưa vào đối với một phương pháp nhất định. Để điều chế phức chất ở dạng rắn, dung môi cần được loại bỏ ở bước cuối cùng của quy trình. Việc chuẩn bị chất bao gồm hoặc phức chất trong môi trường nước rất đơn giản bằng cách sử dụng hydroxypropyl-β-cyclodextrin (HPBCD). Nguyên tắc chung liên quan đến việc hòa tan một lượng HPBCD định lượng, thu được dung dịch nước, thêm hoạt chất vào dung dịch này và trộn cho đến khi tạo thành dung dịch trong suốt. Cuối cùng, phức hợp có thể được đông khô hoặc sấy phun.
2. Khi nào tôi nên cân nhắc sử dụng cyclodextrins trong công thức của mình?
① Điều này có thể ảnh hưởng đến sinh khả dụng khi hoạt chất hòa tan trong nước kém.
② Khi thời gian cần thiết để thuốc uống đạt nồng độ hiệu quả trong máu quá cao do tốc độ hòa tan chậm và/hoặc hấp thu không hoàn toàn.
③ Khi cần pha chế thuốc nhỏ mắt hoặc thuốc tiêm có chứa hoạt chất không hòa tan.
④ Khi thành phần hoạt chất không ổn định về tính chất lý hóa.
⑤ Khi khả năng chấp nhận của thuốc kém do có mùi khó chịu, vị đắng, chất se hoặc vị khó chịu.
⑥ Khi cần thiết để giảm bớt các tác dụng phụ (chẳng hạn như kích ứng ở cổ họng, mắt, da hoặc dạ dày).
⑦ Tuy nhiên, khi thành phần hoạt chất được cung cấp ở dạng lỏng, dạng thuốc được ưu tiên là viên nén ổn định, bột, thuốc xịt nước và các loại tương tự.
3. Các hợp chất mục tiêu có tạo thành phức chất với cyclodextrin không?
(1) Các điều kiện tiên quyết chung để hình thành các phức hợp bao gồm hữu ích về mặt dược phẩm với các hợp chất mục tiêu. Đầu tiên, điều quan trọng là phải biết bản chất của hợp chất mục tiêu và trong trường hợp các phân tử nhỏ, có thể xem xét các tính chất sau:
① Thường có hơn 5 nguyên tử (C, O, P, S và N) tạo thành xương sống của phân tử.
② Thường có ít hơn 5 vòng ngưng tụ trong phân tử
③ Độ hòa tan trong nước dưới 10 mg/ml
④ Nhiệt độ nóng chảy dưới 250°C (nếu không thì lực liên kết giữa các phân tử quá mạnh)
⑤ Trọng lượng phân tử trong khoảng 100-400 (phân tử càng nhỏ thì hàm lượng thuốc trong phức hợp càng thấp, các phân tử lớn sẽ không vừa với khoang cyclodextrin)
⑥ Tĩnh điện có trên phân tử
(2) Đối với các phân tử lớn, hầu hết các trường hợp sẽ không cho phép đóng gói hoàn toàn trong khoang cyclodextrin. Tuy nhiên, chuỗi bên trong đại phân tử có thể chứa các nhóm thích hợp (ví dụ, axit amin thơm trong peptit) mà có thể tương tác và tạo thành phức chất một phần với cyclodextrin trong dung dịch nước. Người ta đã báo cáo rằng độ ổn định của dung dịch insulin hoặc các peptide, protein, hormone và enzyme khác đã được cải thiện đáng kể khi có cyclodextrin thích hợp. Xem xét các yếu tố trên, bước tiếp theo sẽ là tiến hành các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm để đánh giá xem liệu cyclodextrin có đạt được các đặc tính chức năng hay không (ví dụ: độ ổn định được cải thiện, độ hòa tan được cải thiện).
