Описание проекта
Повышение растворимости, регуляция скорости и степени высвобождения лекарственных средств из различных носителей — это самые важные и актуальные задачи современной фармацевтики. Для решения этих вопросов можно использовать включение лекарственных средств в комплекс циклодекстринов по типу «хозяин—гость». Ученые уже используют циклодекстриновые молекулы в технологии создания множества лекарственных форм-таблеток, мазей, глазных капель.
Пространственную структуру циклодекстрина можно изобразить в виде бублика, внешняя часть которого содержит гидроксильные группы и является гидрофильной. Внутренняя часть включает атомы углерода, водорода и эфирные связи, создавая гидрофобную область циклодекстриновой молекулы. В полость такого «бублика» могут помещаться молекулы других веществ, и при помощи слабых ван-дер-ваальсовых, гидрофобных взаимодействий и других связей образуются так называемые «соединения включения». В процессе такого комплексообразования изменяются исходные свойства включаемых веществ, а сам циклодекстрин при этом служит еще и защитой для молекул «гостя».
В качестве «гостевых» молекул в соединениях включения все чаще выступают важнейшие биологически активные вещества и лекарственные средства, которые требуется защитить от окисления, гидролиза, ферментативной деструкции, улетучивания, избыточной гигроскопичности. Поэтому циклодекстрины нашли широкое применение в фармацевтической промышленности. Наиболее уникальное и важное свойство циклодекстринового «бублика» — это повышение растворимости труднорастворимых в воде препаратов за счет гидрофильной наружной оболочки. Биодосупность лекарственных препаратов и витаминов, заключенных в такую гидрофильную оболочку, повышается в несколько раз.
Сегодня производят и синтезируют огромное количество разнообразных модификаций циклодекстринов. Несомненным лидером по производству является бета-циклодекстрин (около 10 тысяч тонн в год). Связано это с тем, что именно бета-форма обладает целым рядом преимуществ по сравнению со своими собратьями (альфа-, гамма- и др. формами).
размеры полости бета-циклодекстрина в бóльшей степени соответствуют размерам молекул включаемых веществ.
бета-форма имеет наибольшую температуру разложения. Это важно для изучения соединений включения с помощью термоанализа.
у бета-декстрина растворимость относительно низкая, но именно это определяет устойчивость соединений включения на воздухе. Таким образом, именно у бета-циклодекстриновых комплексов наблюдаются наибольшие сроки хранения.
Как мы видим, свойства молекул циклодекстринов поистине уникальны! Эти свойства делают их пригодными к применению в фармацевтической промышленности, пищевом и косметическом производствах. Главным образом, циклодекстрины используются для совершенствования самых разных лекарственных форм — таблеток, мазей, суппозиториев, глазных капель и др. Декстрины имеют ряд преимуществ по сравнению с другими вспомогательными веществами и носителями — они абсолютно безопасны в использовании, имеют высокую биосовместимость, легко разлагаются и выводятся организмом. За последние годы синтезировано множество производных циклодекстринов с улучшенными свойствами. На их основе создаются неповторимые модификации множества лекарственных препаратов, что является огромным прорывом в фармацевтической технологии и в целом в фармацевтике.
Обычно в качестве исходного сырья используется крахмал. Данный метод является достаточно затратным, так как требуется наличие линии по ферментативному разжижению крахмала, что влечет за собой значительный расход тепловой и электрической энергии. Кроме этого, необходимо наличие станции отделения попавших с крахмалом механических примесей - белка и жира - путем фильтрования через фильтровальные порошки. Недостатками этого способа являются значительный дополнительный расход капиталовложений при строительстве линии производства циклодекстрина, повышенный расход тепловой и электрической энергии при ее эксплуатации.
Основная идея проекта состоит в усовершенствовании способа получения бетта-циклодекстринов. Так, путем замены крахмалосодержащего сырья на мальтодекстрин, который не требует предварительной обработки и может сразу же вовлекаться в процесс, достигается оптимизация технологического процесса, увеличение выхода β-циклодекстрина, повышение его качества и снижение расхода тепловой и электрической энергии при производстве циклодекстрина.
