A descoberta da ciclodextrina é um dos passos mais importantes na história da alimentação e da medicina. Este oligossacarídeo cíclico que ocorre naturalmente mudou a forma como administramos medicamentos, mantemos os alimentos frescos e usamos muitos outros produtos químicos na indústria. O pruduct produz complexos de inclusão que abordam problemas importantes em muitos campos, graças à sua estrutura molecular distinta, que possui uma cavidade interna hidrofóbica e uma superfície externa hidrofílica. Este excipiente flexível está mudando a ciência da formulação e os processos de fabricação em todo o mundo. Ele pode fazer de tudo, desde melhorar a absorção de medicamentos até esconder o gosto ruim dos medicamentos.
Quando observamos como a ciclodextrina funciona no nível molecular, o interessante campo da química supramolecular ganha vida. As unidades de glicose nessas moléculas em forma de cone são conectadas por ligações α-1,4-glicosídicas. Existem três tipos principais: alfa-ciclodextrina, que possui seis unidades de glicose, beta-ciclodextrina, que possui sete unidades, e gama-ciclodextrina, que possui oito unidades.
As cavidades em cada versão têm tamanhos diferentes, o que permite que as moléculas se fixem e interajam com diferentes compostos. Para alfa-ciclodextrina, a largura da cavidade hidrofóbica está entre 4,7 e 5,3 Å, e para gama-ciclodextrina, está entre 7,5-8,3 Å. Esta capacidade de escolher o tamanho certo permite o encapsulamento preciso de moléculas com base em suas propriedades químicas e físicas.
Temperatura, pH, taxas de concentração e quão termodinamicamente compatíveis são as moléculas hospedeiras e hóspedes são algumas das coisas que afetam o quão bem as moléculas são encapsuladas. Os pesquisadores descobriram que a melhor formação do complexo de inclusão ocorre quando a molécula convidada se encaixa perfeitamente dentro da bolsa pruduct, aproveitando ao máximo as forças de van der Waals e as interações hidrofóbicas.
Cerca de 40% dos medicamentos no mercado e até 90% dos compostos em pesquisa têm problemas de não se dissolverem bem na água. Os complexos de inclusão de ciclodextrina resolvem este problema, tornando as taxas de absorção e degradação muito melhores. Quando moléculas de medicamentos que não gostam de água entram na bolsa do pruduct, elas formam um complexo que mantém o medicamento em um estado que parece estar dissolvido.
Testes clínicos mostram que a complexação da ciclodextrina pode tornar compostos que não se dissolvem facilmente de 200 a 500% mais biodisponíveis. A injeção de voriconazol, que é feita combetadex éter sulfobutil sódico, é um bom exemplo de como este método funciona bem em medicamentos comerciais.
Os problemas com a estabilidade farmacêutica custam à indústria milhares de milhões de dólares todos os anos em reembolsos de produtos e esforços para mudar a forma como os medicamentos são produzidos. O encapsulamento da ciclodextrina evita que a luz, o oxigênio, o calor e a umidade decomponham os ingredientes medicinais ativos que são sensíveis a eles.
O complexo funciona como um escudo molecular, aumentando significativamente o prazo de validade e mantendo a eficácia terapêutica. Além disso, formulações de liberação controlada que fornecem medicamentos continuamente por longos períodos de tempo são possíveis quando a ciclodextrina é misturada com materiais como hidroxipropilmetilcelulose.
A adesão do paciente é muito importante para o sucesso da terapia, principalmente para crianças e idosos. Muitos ingredientes ativos têm sabores ácidos, metálicos ou desagradáveis que tornam as pessoas menos propensas a tomar os medicamentos conforme prescrito.
Ao colocar as moléculas ruins dentro da cavidade hidrofóbica, o encapsulamento da ciclodextrina esconde com sucesso essas propriedades organolépticas. As papilas gustativas não conseguem captar os produtos químicos contidos, mas a droga ainda pode ser absorvida quando chega ao intestino.
Quando os medicamentos são administrados por via intravenosa, eles devem atender a padrões muito elevados de segurança e eficácia. Derivados da ciclodextrina, especialmentesulfobutiléter-beta-ciclodextrinaehidroxipropil-beta-ciclodextrina, são muito bem tolerados quando administrados por via intravenosa.
Esses excipientes possibilitam a formulação de produtos químicos que antes não podiam ser fornecidos porque se dissolvem bem o suficiente sem o uso de co-solventes prejudiciais. A rápida decomposição dos complexos de inclusão no plasma sanguíneo garante que o medicamento esteja disponível imediatamente, evitando o acúmulo de excipientes.
Há uma pressão constante sobre a indústria alimentar para utilizar menos conservantes sintéticos, mantendo ao mesmo tempo a qualidade e a segurança dos seus produtos. Ao encapsular antimicrobianos naturais, antioxidantes e ingredientes aromatizantes em moléculas, a tecnologia da ciclodextrina oferece novas maneiras de resolver problemas.
Os óleos essenciais encapsulados mantêm suas propriedades antibacterianas, mas perdem seus sabores fortes que podem tornar os alimentos muito saborosos. Esta aplicação estende naturalmente a vida útil dos produtos, ao mesmo tempo que atende à demanda dos clientes por produtos com “rótulo limpo”.
Muitos produtos químicos bons, como a curcumina, o resveratrol e os ácidos graxos ômega-3, não são biodisponíveis, o que significa que não podem ser usados como remédio. A complexação da ciclodextrina torna muito mais fácil a absorção desses ingredientes nutricionais.
Estudos mostram que as concentrações plasmáticas dos complexos curcumina-ciclodextrina são 10–15 vezes maiores do que as das formulações normais de curcumina. Com essa melhoria, doses orais que antes não funcionavam agora podem ser usadas terapeuticamente para pessoas que buscam opções naturais de saúde.
Os compostos de sabor volátil dificultam o armazenamento e o preparo dos alimentos de determinadas maneiras. Ao fazer algo, as altas temperaturas podem arruinar sabores delicados e, quando armazenado, as condições podem fazer com que os sabores se desloquem ou piorem.
O encapsulamento da ciclodextrina mantém esses produtos químicos valiosos seguros durante o processamento e permite que sejam liberados lentamente durante o consumo. A tecnologia mantém os sabores iguais da fazenda ao prato, o que deixa os clientes mais satisfeitos e melhora a qualidade do produto.
Além de seus usos tradicionais nas indústrias médica e alimentícia, pode ser utilizado no meio ambiente. Através do reconhecimento molecular seletivo e do encapsulamento, essas moléculas são muito boas para eliminar toxinas orgânicas da água e da terra poluídas.
Os materiais feitos a partir do produto podem retirar herbicidas, solventes industriais e derivados de petróleo das matrizes ambientais. Os poluentes encapsulados são mais fáceis de separar e eliminar com segurança, o que ajuda a limpar o meio ambiente em todo o mundo.
O uso avançado de sensores químicos é possível graças às habilidades de reconhecimento molecular que os tornam úteis para a administração de medicamentos. Usando derivados modificados da ciclodextrina, moléculas individuais podem ser encontradas em misturas complexas, criando complexos de inclusão que enviam sinais que podem ser medidos.
Esses sensores são usados para testar a segurança alimentar, monitorar o ambiente e garantir a qualidade dos medicamentos. A química anfitrião-hóspede é melhor do que muitos outros métodos de diagnóstico porque é mais seletiva e sensível.
Os formuladores podem fazer o melhor uso da ciclodextrina ao compreender a física dos complexos de inclusão. Interações hidrofóbicas, forças de van der Waals e ligações de hidrogênio entre moléculas hospedeiras e hóspedes são algumas das forças que movem as coisas.
A constante de estabilidade é definida por mudanças na entalpia e entropia durante a complexação. Essa constante está diretamente ligada aos efeitos terapêuticos ou funcionais. Em geral, complexos que são mais fortes e funcionam melhor apresentam constantes de estabilidade mais elevadas.
Espectroscopia de ressonância magnética nuclear, calorimetria diferencial de varredura e cristalografia de raios X são alguns dos métodos analíticos mais avançados que podem ser usados para estudar detalhadamente a estrutura e o comportamento de sistemas complexos. Essas ferramentas permitem criar formulações que funcionam melhor para determinados usos.
Para produzir ciclodextrina industrial, você precisa usar métodos complexos de bioengenharia e sistemas rigorosos de controle de qualidade. Como o processo de fabricação é muito complicado, precisamos de fontes com muita experiência na fabricação de excipientes farmacêuticos.
A temperatura, o pH, o tempo de reação e a forma como o produto é limpo têm um grande efeito na sua qualidade e estabilidade. Para apoiar a investigação farmacêutica comercial, os fornecedores devem demonstrar que podem repetir lotes e fornecer fornecimentos fiáveis durante um longo período de tempo.
A conformidade regulatória acrescenta outro nível de dificuldade, exigindo registros detalhados e estudos de validação. Fornecedores de produtos bem-sucedidos mantêm seus arquivos mestres de medicamentos atualizados e fornecem ajuda técnica para submissões regulatórias dos clientes.
À medida que os pesquisadores encontram novos métodos para encapsular moléculas, os efeitos transformadores da tecnologia do produto nos usos farmacêutico, alimentício e industrial continuam crescendo. Este excipiente flexível resolve problemas importantes no transporte de medicamentos, estabilidade do produto e melhoria de desempenho usando soluções moleculares elegantes.
Há muita esperança na inovação da ciclodextrina no futuro. Os investigadores ainda estão à procura de novos derivados, aplicações melhoradas e tecnologias combinadas. À medida que os problemas de formulação se tornam mais difíceis de resolver, as propriedades especiais da ciclodextrina tornam-na uma ferramenta essencial para a criação de novos produtos em muitos negócios diferentes em todo o mundo.
1. Qual a diferença entre a ciclodextrina e outras substâncias que fazem com que as coisas se dissolvam melhor?
Ele não apenas faz com que os solventes retenham mais, mas também por meio de um processo exclusivo de encapsulamento químico. Os solubilizantes tradicionais não podem fazer todas essas coisas ao mesmo tempo, mas esse processo pode. Melhora a estabilidade, mascara sabores e controla a liberação.
2. Como posso descobrir qual tipo de ciclodextrina funcionará melhor para o meu projeto?
A escolha é baseada principalmente no tamanho e nas características da molécula convidada. A alfa-ciclodextrina funciona melhor com moléculas pequenas, a beta-ciclodextrina funciona melhor com produtos químicos de tamanho médio e a gama-ciclodextrina funciona melhor com moléculas grandes. A modelagem molecular e a triagem experimental ajudam a melhorar o processo de seleção.
3. Se você usar, há algum motivo para se manter seguro?
Os perfis de segurança das ciclodextrinas naturais e das versões aprovadas são muito bons. A beta-ciclodextrina e seus derivados são geralmente considerados seguros para uso em alimentos. Os materiais de qualidade farmacêutica, por outro lado, atendem a rígidos padrões de segurança para uso humano.
4. Que factores afectam a segurança de um complexo de inclusão?
O ajuste molecular no espaço, a temperatura, o pH, a concentração e as substâncias concorrentes podem afetar a estabilidade de um complexo. As melhores condições maximizam a favorabilidade térmica e reduzem a quantidade de dissociação complexa que ocorre durante o uso e armazenamento.
5. Qual o efeito da ciclodextrina na forma como os medicamentos são liberados?
Dependendo de como a formulação é feita, ela pode acelerar, desacelerar ou limitar a liberação do medicamento. A rápida dissociação complexa melhora a liberação instantânea e as combinações de polímeros permitem padrões de liberação prolongada que podem ser adaptados às necessidades terapêuticas específicas.
6. É possível usar ciclodextrina com outros ingredientes?
Foi demonstrado que funciona bem com a maioria dos excipientes de medicamentos. A combinação de polímeros, surfactantes e outros excipientes úteis de maneira inteligente pode muitas vezes fornecer benefícios que vão além do que cada componente pode fazer sozinho.
Você pode confiar na DELI Biochemical como produtor de ciclodextrina. Eles têm mais de 26 anos de experiência na fabricação de excipientes farmacêuticos que podem ajudá-lo até mesmo nos projetos de formulação mais difíceis. Nossa ampla gama de produtos à venda e capacidade comprovada de torná-los bons ajudam as empresas farmacêuticas a alcançar novos patamares na distribuição de medicamentos e na melhoria da estabilidade.
Entre em contato com nossa equipe técnica em xadl@xadl.com para discutir como nossas soluções pruduct podem revolucionar sua próxima formulação.
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