Penemuan siklodekstrin merupakan salah satu langkah maju terpenting dalam sejarah pangan dan obat-obatan. Oligosakarida siklik yang terbentuk secara alami ini telah mengubah cara kita memberikan obat, menjaga makanan tetap segar, dan menggunakan banyak bahan kimia lainnya dalam industri. Produk ini membuat kompleks inklusi yang mengatasi masalah penting di banyak bidang berkat struktur molekulnya yang khas, yang memiliki rongga dalam hidrofobik dan permukaan luar hidrofilik. Eksipien fleksibel ini mengubah ilmu formulasi dan proses manufaktur di seluruh dunia. Ia dapat melakukan segalanya mulai dari meningkatkan penyerapan obat hingga menyembunyikan rasa tidak enak pada obat.
Ketika kita melihat bagaimana siklodekstrin bekerja pada tingkat molekuler, bidang kimia supramolekul yang menarik menjadi nyata. Unit glukosa dalam molekul berbentuk kerucut ini dihubungkan oleh ikatan α-1,4-glikosidik. Ada tiga jenis utama: alfa-siklodekstrin, yang memiliki enam unit glukosa, beta-siklodekstrin, yang memiliki tujuh unit, dan gamma-siklodekstrin, yang memiliki delapan unit.
Rongga di setiap versi memiliki ukuran berbeda, yang memungkinkan molekul menempel dan berinteraksi dengan senyawa berbeda. Untuk alfa-siklodekstrin, lebar rongga hidrofobik antara 4,7 dan 5,3 Å, dan untuk gamma-siklodekstrin antara 7,5-8,3 Å. Kemampuan untuk memilih ukuran yang tepat memungkinkan enkapsulasi molekul secara akurat berdasarkan sifat kimia dan fisiknya.
Suhu, pH, rasio konsentrasi, dan kesesuaian termodinamika antara molekul inang dan molekul tamu adalah beberapa hal yang mempengaruhi seberapa baik molekul dienkapsulasi. Para peneliti telah menemukan bahwa pembentukan kompleks inklusi terbaik terjadi ketika molekul tamu berada tepat di dalam kantong produk, memanfaatkan gaya van der Waals dan interaksi hidrofobik secara maksimal.
Sekitar 40% obat yang beredar di pasaran dan hingga 90% senyawa dalam penelitian mengalami masalah karena tidak dapat larut dengan baik dalam air. Kompleks inklusi siklodekstrin mengatasi masalah ini dengan meningkatkan tingkat penyerapan dan pemecahan. Ketika molekul obat yang tidak menyukai air memasuki kantong produk, mereka membentuk kompleks yang menjaga obat dalam keadaan seperti larut.
Uji klinis menunjukkan bahwa kompleksasi siklodekstrin dapat membuat senyawa yang tidak mudah larut 200 hingga 500% lebih tersedia secara hayati. Injeksi vorikonazol, yang dibuat denganbetadex sulfobutil eter natrium, adalah contoh yang baik tentang seberapa baik metode ini bekerja pada obat-obatan komersial.
Masalah stabilitas farmasi merugikan industri farmasi sebesar miliaran dolar setiap tahunnya dalam bentuk pengembalian produk dan upaya mengubah cara pembuatan obat. Enkapsulasi siklodekstrin menjaga cahaya, oksigen, panas, dan kelembapan agar tidak memecah bahan obat aktif yang sensitif terhadapnya.
Kompleks ini bekerja sebagai perisai molekuler, meningkatkan umur simpan sekaligus menjaga efektivitas terapi. Selain itu, formulasi pelepasan terkontrol yang memberikan obat secara terus menerus untuk jangka waktu yang lama juga dimungkinkan bila siklodekstrin dicampur dengan bahan seperti hidroksipropil metilselulosa.
Kepatuhan pasien sangat penting untuk keberhasilan terapi, terutama pada anak-anak dan orang lanjut usia. Banyak bahan aktif yang memiliki rasa asam, logam, atau rasa tidak enak yang membuat orang cenderung tidak meminum obat sesuai resep.
Dengan memasukkan molekul jahat ke dalam rongga hidrofobik, enkapsulasi siklodekstrin berhasil menyembunyikan sifat organoleptik tersebut. Indra perasa tidak dapat menangkap bahan kimia yang ada di dalamnya, namun obat masih dapat diserap begitu sampai di usus.
Ketika obat diberikan melalui infus, obat tersebut harus memenuhi standar keamanan dan efektivitas yang sangat tinggi. Turunan siklodekstrin, khususnyasulfobutileter-beta-siklodekstrinDanhidroksipropil-beta-siklodekstrin, ditoleransi dengan sangat baik bila diberikan melalui infus.
Eksipien ini memungkinkan untuk memformulasikan bahan kimia yang sebelumnya tidak dapat dihasilkan karena bahan tersebut dapat larut dengan cukup baik tanpa menggunakan zat pelarut yang berbahaya. Penguraian cepat kompleks inklusi dalam plasma darah memastikan bahwa obat segera tersedia sekaligus mencegah penumpukan eksipien.
Ada tekanan terus-menerus pada bisnis makanan untuk menggunakan lebih sedikit bahan pengawet sintetis sambil tetap menjaga kualitas dan keamanan produk mereka. Dengan merangkum antimikroba alami, antioksidan, dan bahan perasa dalam molekul, teknologi siklodekstrin menawarkan cara baru untuk memecahkan masalah.
Minyak atsiri yang dienkapsulasi mempertahankan sifat antibakterinya tetapi kehilangan rasa kuatnya yang dapat membuat rasa makanan menjadi terlalu kuat. Aplikasi ini secara alami memperpanjang umur simpan produk sekaligus memenuhi permintaan pelanggan akan produk "label bersih".
Banyak bahan kimia baik, seperti kurkumin, resveratrol, dan asam lemak omega-3, tidak tersedia secara hayati, sehingga tidak dapat digunakan sebagai obat. Kompleksasi siklodekstrin membuat bahan nutrisi ini lebih mudah diserap.
Studi menunjukkan bahwa konsentrasi plasma kompleks kurkumin-siklodekstrin 10-15 kali lebih tinggi dibandingkan formulasi kurkumin normal. Dengan perbaikan ini, dosis oral yang sebelumnya tidak berhasil, kini dapat digunakan sebagai terapi bagi orang yang mencari pilihan kesehatan alami.
Senyawa perasa yang mudah menguap mempersulit penyimpanan dan penyiapan makanan dengan cara tertentu. Saat membuat sesuatu, suhu tinggi dapat merusak rasa yang lembut, dan saat disimpan, kondisi tersebut dapat membuat rasa berpindah atau menjadi lebih buruk.
Enkapsulasi siklodekstrin menjaga bahan kimia berharga ini tetap aman selama pemrosesan dan melepaskannya secara perlahan selama konsumsi. Teknologi ini menjaga rasa tetap sama dari hasil pertanian hingga ke piring, sehingga membuat pelanggan lebih bahagia dan meningkatkan kualitas produk.
Selain kegunaan tradisionalnya dalam industri obat-obatan dan makanan, ia juga dapat digunakan dalam lingkungan. Melalui pengenalan dan enkapsulasi molekuler selektif, molekul-molekul ini sangat baik dalam membuang racun organik dari air dan tanah yang tercemar.
Bahan yang dibuat dari produk tersebut dapat menghilangkan herbisida, pelarut industri, dan produk minyak bumi dari matriks lingkungan. Polutan yang dikemas lebih mudah dipisahkan dan dibuang dengan aman, sehingga membantu membersihkan lingkungan di seluruh dunia.
Penggunaan sensor kimia tingkat lanjut dimungkinkan oleh kemampuan pengenalan molekuler yang membuatnya berguna untuk pengiriman obat. Dengan menggunakan turunan siklodekstrin yang dimodifikasi, molekul individu dapat ditemukan dalam campuran kompleks dengan menciptakan kompleks inklusi yang mengirimkan sinyal yang dapat diukur.
Sensor ini digunakan untuk menguji keamanan pangan, mengawasi lingkungan sekitar, dan memastikan kualitas obat. Kimia tuan rumah-tamu lebih baik daripada banyak metode diagnostik lainnya karena lebih selektif dan sensitif.
Formulator dapat memanfaatkan siklodekstrin sebaik-baiknya dengan memahami fisika kompleks inklusi. Interaksi hidrofobik, gaya van der Waals, dan ikatan hidrogen antara molekul inang dan molekul tamu adalah beberapa gaya yang menggerakkan benda.
Konstanta stabilitas ditentukan oleh perubahan entalpi dan entropi selama kompleksasi. Konstanta ini berhubungan langsung dengan efek terapeutik atau fungsional. Secara umum, kompleks yang lebih kuat dan bekerja lebih baik mempunyai konstanta stabilitas yang lebih tinggi.
Spektroskopi resonansi magnetik nuklir, kalorimetri pemindaian diferensial, dan kristalografi sinar-X adalah beberapa metode analisis paling canggih yang dapat digunakan untuk mempelajari struktur dan perilaku sistem kompleks dengan sangat rinci. Alat-alat ini memungkinkan terciptanya formulasi yang paling sesuai untuk kegunaan tertentu.
Untuk membuat siklodekstrin industri, Anda perlu menggunakan metode bioteknologi yang kompleks dan sistem kendali mutu yang ketat. Karena proses pembuatannya yang sangat rumit, maka diperlukan sumber daya yang berpengalaman dalam membuat eksipien farmasi.
Suhu, pH, waktu reaksi, dan cara produk dibersihkan semuanya berpengaruh besar terhadap kualitas dan stabilitasnya. Untuk mendukung penelitian farmasi komersial, pemasok harus menunjukkan bahwa mereka dapat mengulang batch dan menyediakan pasokan yang dapat diandalkan dalam jangka waktu yang lama.
Kepatuhan terhadap peraturan menambah tingkat kesulitan lainnya, sehingga memerlukan catatan rinci dan studi validasi. Pemasok produk yang sukses selalu memperbarui file induk obat mereka dan memberikan bantuan teknis untuk pengajuan peraturan pelanggan.
Ketika para peneliti menemukan metode baru untuk mengenkapsulasi molekul, efek transformatif dari teknologi produk terhadap penggunaan farmasi, makanan, dan industri terus meningkat. Eksipien fleksibel ini memecahkan masalah penting dalam transportasi obat, stabilitas produk, dan peningkatan kinerja dengan menggunakan solusi molekuler yang elegan.
Ada banyak harapan untuk inovasi siklodekstrin di masa depan. Para peneliti masih mencari turunan baru, peningkatan aplikasi, dan kombinasi teknologi. Ketika masalah formulasi semakin sulit dipecahkan, sifat khusus siklodekstrin menjadikannya alat penting untuk menciptakan produk baru di banyak bisnis berbeda di seluruh dunia.
1. Apa perbedaan siklodekstrin dengan zat lain yang membuat zat larut lebih baik?
Hal ini tidak hanya membuat pelarut dapat menahan lebih banyak, namun juga melalui proses enkapsulasi kimia yang unik. Pelarut tradisional tidak dapat melakukan semua hal ini pada saat yang bersamaan, namun proses ini bisa. Ini meningkatkan stabilitas, menutupi rasa, dan mengontrol pelepasan.
2. Bagaimana cara mengetahui jenis siklodekstrin mana yang paling cocok untuk proyek saya?
Pilihannya sebagian besar didasarkan pada ukuran dan fitur molekul tamu. Alfa-siklodekstrin bekerja paling baik dengan molekul kecil, beta-siklodekstrin bekerja paling baik dengan bahan kimia berukuran sedang, dan gamma-siklodekstrin bekerja paling baik dengan molekul besar. Pemodelan molekuler dan penyaringan eksperimental membantu membuat proses seleksi menjadi lebih baik.
3. Jika Anda menggunakannya, apakah ada alasan untuk tetap aman?
Profil keamanan siklodekstrin alami dan versi yang disetujui sangat baik. Beta-siklodekstrin dan turunannya biasanya dianggap aman untuk digunakan dalam makanan. Sebaliknya, bahan kelas farmasi memenuhi standar keamanan yang ketat untuk digunakan manusia.
4. Faktor apa saja yang mempengaruhi keamanan kompleks inklusi?
Kesesuaian molekul dalam ruang, suhu, pH, konsentrasi, dan zat pesaing semuanya dapat memengaruhi kestabilan suatu kompleks. Kondisi terbaik memaksimalkan kesukaan termal dan mengurangi jumlah disosiasi kompleks yang terjadi selama penggunaan dan penyimpanan.
5. Apa pengaruh siklodekstrin terhadap cara pelepasan obat?
Tergantung pada bagaimana formulasi dibuat, hal ini dapat mempercepat, memperlambat, atau membatasi pelepasan obat. Disosiasi kompleks yang cepat meningkatkan pelepasan instan, dan kombinasi polimer memungkinkan pola pelepasan diperpanjang yang dapat disesuaikan dengan kebutuhan terapeutik spesifik.
6. Apakah siklodekstrin bisa digunakan dengan bahan lain?
Telah terbukti bekerja dengan baik dengan sebagian besar eksipien obat. Menggabungkan polimer, surfaktan, dan eksipien berguna lainnya dengan cara yang cerdas sering kali dapat memberikan manfaat yang melampaui kemampuan masing-masing komponen.
Anda dapat mempercayai DELI Biochemical sebagai produsen siklodekstrin. Mereka memiliki pengalaman lebih dari 26 tahun dalam membuat eksipien farmasi yang dapat membantu Anda bahkan dalam proyek formulasi yang paling sulit sekalipun. Beraneka ragam produk kami yang dijual dan kemampuan kami yang telah terbukti untuk menjadikannya dengan baik membantu perusahaan farmasi mencapai tingkatan baru dalam pemberian obat dan peningkatan stabilitas.
Hubungi tim teknis kami di xadl@xadl.com untuk mendiskusikan bagaimana solusi produk kami dapat merevolusi formulasi Anda berikutnya.
1. Jambhekar, S.S., Breen, P. "Siklodekstrin dalam formulasi farmasi II: pelarutan, konstanta pengikatan, dan efisiensi kompleksasi." Penemuan Obat Hari Ini 21, tidak. 2 (2016): 363-368.
2. Brewster, M.E., Loftsson, T. "Siklodekstrin sebagai pelarut farmasi." Tinjauan Pengiriman Obat Tingkat Lanjut 59, no. 7 (2007): 645-666.
3. Kurkov, S.V., Loftsson, T. "Siklodekstrin." Jurnal Internasional Farmasi 453, no. 1 (2013): 167-180.
4. Szejtli, J. "Pengantar dan Gambaran Umum Kimia Siklodekstrin." Ulasan Kimia 98, tidak. 5 (1998): 1743-1754.
5. Carrier, R.L., Miller, L.A., Ahmed, I. "Kegunaan siklodekstrin untuk meningkatkan bioavailabilitas oral." Jurnal Rilis Terkendali 123, no. 2 (2007): 78-99.
6. Challa, R., Ahuja, A., Ali, J., Khar, RK. "Siklodekstrin dalam pemberian obat: tinjauan terkini." AAPS PharmSciTech 6, tidak. 2 (2005): E329-E357.
