Ciklodekstrinų istorija: trumpai ilga istorija
Ciklodekstrinai yra cikliniai gliukozės oligomerai, kurie natūraliai susidaro fermentiškai skaidant svarbiausius polisacharidus – krakmolą. Jie buvo žinomi beveik 130 metų, tačiau iš tikrųjų jie padarė savo proveržį devintajame dešimtmetyje, kai pirmą kartą buvo pritaikyti farmacijos ir maisto pramonėje. Nuo devintojo dešimtmečio bendras ciklodekstrinų publikacijų ir patentų skaičius viršija 53 000.
1891–1936 m.: atradimų laikotarpis
Jų istorija prasideda Prancūzijoje 1891 m., kai Antoine'as Villiers, vaistininkas ir chemikas, paskelbė pirmąją nuorodą apie ciklodekstrinus. Villiers'as dirbo ties fermentų poveikiu įvairiems angliavandeniams ir aprašė, kad tam tikromis sąlygomis bulvių krakmolas gali fermentuotis, daugiausia dekstrinų, veikiant Bacillus amylobacter. Terminas dekstrinai tuo metu jau buvo vartojamas krakmolo skilimo produktams apibūdinti. Villiersas pasiūlė šią kristalinę medžiagą pavadinti „celiuliozinu“ dėl panašumo su celiulioze [1].
Po kelerių metų ciklodekstrino chemijos „įkūrėjas“, Austrijos mikrobiologas Franzas Schardingeris, išskyrė mikroorganizmą (Bacillus macerans), kuris, kultivuojant krakmolo turinčioje terpėje, gamino atkartojamai dvi skirtingas kristalines medžiagas [2]. Jis nustatė šiuos du polisacharidų tipus, kaip kristalinį dekstriną A ir kristalinį dekstriną B, ir pirmą kartą išsamiai aprašė šių dviejų dekstrinų paruošimą ir atskyrimą.
1936–1970: tyrinėjimų laikotarpis
Nuo 1911 m. iki 1935 m. atėjo abejonių ir nesutarimų laikotarpis, ir tik praėjusio amžiaus trečiojo dešimtmečio viduryje vėl buvo pradėti dekstrinų tyrimai.
Tyrimo laikotarpis buvo pažymėtas daugybe Freudenbergo ir prancūzų gautų rezultatų apie „Schardinger dekstrino“ molekulių struktūrą. 1940-aisiais Freudenbergas ir jo bendradarbiai atrado γ-CD ir vėliau išsprendė ciklodekstrinų molekulių ciklinę oligosacharidinę struktūrą.
1950–1970: brendimo laikotarpis
Atradę ciklodekstrino inkliuzinių kompleksų paruošimo galimybes, Freudenbergas, Crameris ir Plieningeris 1953 m. paskelbė pirmąjį su CD susijusį patentą, susijusį su ciklodekstrinų taikymu farmacinėse kompozicijose, kurie inicijavo jų perėjimą nuo akademinių tyrimų prie pramoninių pritaikymų, kaip mūsų kasdienės dalies dalį. gyvena [3].
1970 m. – Šiandien: paraiškų teikimo laikotarpis
Nuo 1970 m. susidomėjimas ciklodekstrinais išaugo. Nuo tada mes buvome supažindinti su daugybe pramoninių ir farmacinių pritaikymų, o susikaupė įspūdinga mokslinė literatūra ir padaugėjo patentų paraiškų. Šiais laikais ciklodekstrinai vis dar žavi tyrėjus, ir kiekvienais metais daugiau nei 2000 publikacijų, įskaitant straipsnius ir knygų skyrius, yra skirta ciklodekstrinams [4].
Ciklodekstrinų taikymas
Ciklodekstrinai ir jų dariniai dėl savo biologinio suderinamumo ir universalumo yra labai įvairūs. Jie buvo plačiai naudojami tekstilės ir farmacijos pramonėje, taip pat agrochemijoje, maisto technologijoje, biotechnologijoje, katalizėje ir kosmetikoje.
Ciklodekstrinai buvo daug tyrinėti vaistų, skirtų įvairioms vaistų tiekimo sistemoms kurti, srityje. Jie daugiausia žinomi kaip agentai, kurie padidina stabilumą ir padidina aktyvių junginių bei dalių tirpumą vandenyje ir biologinį prieinamumą. Jie buvo pripažinti naudingomis farmacinėmis pagalbinėmis medžiagomis, o naujausi ciklodekstrino tyrimų pokyčiai parodė, kad jie gali būti aktyvūs farmaciniai ingredientai (API) gydant kelias ligas (pvz., hipercholesterolemiją, vėžį, C tipo Niemann-Pick ligą) [7].
Kiti ciklodekstrinų panaudojimo būdai yra analitinė chemija, organinė chemija (sintezė), makromolekulinė chemija (medžiagos), paspaudimų chemija, supramolekulinė chemija, membranos, fermentų technologija ir nanotechnologijos (nanodalelės / nanokempinės įvairioms sritims). Tačiau farmacijos, maisto ir kosmetikos pramonė išlieka pagrindinėmis tikslinėmis ciklodekstrinų rinkomis [5].
Inkliuzinio komplekso formavimas
Dauguma šių pritaikymų yra įmanomi dėl ciklodekstrinų gebėjimo sudaryti inkliuzinius kompleksus su daugybe kietų, skystų ir dujinių junginių. Šiuose kompleksuose fizinės ir cheminės svečių molekulių, kurios yra laikinai užrakintos arba laikomos šeimininko (ciklodekstrinų) ertmėje, savybės yra iš esmės pakeistos, o tai pagerina tirpumą, stabilizuoja ir kitas naudingas savybes [6].
Nuorodos:
1. Crini G., (2014). Apžvalga: ciklodekstrinų istorija. Chemical Reviews, 114(21), 10940–10975. DOI: 10.1021/cr500081p
2. Szejtli J., (2004). Ciklodekstrino tyrimų praeitis, dabartis ir ateitis. Grynoji ir taikomoji chemija, 76(10), 1825–1845. DOI: 10.1351/pac200476101825
3. Wüpper S., Lüersen K., Rimbach G., (2021). Ciklodekstrinai, natūralūs junginiai ir augalinės bioaktyvios medžiagos – mitybos perspektyva. Biomolekulės. 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). 130 metų ciklodekstrino atradimas sveikatai, maistui, žemės ūkiui ir pramonei: apžvalga. Aplinkos chemijos laiškai, 19(3), 2581–2617. DOI: 10.1007/s10311-020-01156-w
5. Crini G., Fourmentin S., Fenyvesi É., Torri G., Fourmentin M. ir Morin-Crini N., (2018). Ciklodekstrinų pagrindai ir taikymas. Ciklodekstrino pagrindai, reaktyvumas ir analizė, 1–55. DOI: 10.1007/978-3-319-76159-6_1
6. Singh M., Sharma R. ir Banerjee U., (2002). Ciklodekstrinų biotechnologiniai pritaikymai. Biotechnology Advances, 20(5-6), 341-359. DOI: 10.1016/s0734-9750(02)00020-4
7. Di Cagno M. (2016). Ciklodekstrinų, kaip naujų veikliųjų farmacinių ingredientų, potencialas: trumpa apžvalga. Molekulės, 22(1), 1. DOI: 10,3390/molecules22010001
