साइक्लोडेक्सट्रिन की खोज भोजन और चिकित्सा के इतिहास में सबसे महत्वपूर्ण कदमों में से एक है। प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले इस चक्रीय ऑलिगोसेकेराइड ने हमारे दवा वितरण, भोजन को ताज़ा रखने और उद्योग में कई अन्य रसायनों के उपयोग के तरीके को बदल दिया है। प्रुडक्ट समावेशन कॉम्प्लेक्स बनाता है जो अपनी विशिष्ट आणविक संरचना के कारण कई क्षेत्रों में महत्वपूर्ण समस्याओं का समाधान करता है, जिसमें एक हाइड्रोफोबिक आंतरिक गुहा और एक हाइड्रोफिलिक बाहरी सतह होती है। यह लचीला एक्सीपिएंट पूरी दुनिया में फॉर्मूलेशन विज्ञान और विनिर्माण प्रक्रियाओं को बदल रहा है। यह दवा के अवशोषण में सुधार से लेकर दवाओं में खराब स्वाद को छिपाने तक सब कुछ कर सकता है।
जब हम देखते हैं कि साइक्लोडेक्सट्रिन आणविक स्तर पर कैसे काम करता है, तो सुपरमॉलेक्यूलर रसायन विज्ञान का दिलचस्प क्षेत्र जीवंत हो उठता है। इन शंकु के आकार के अणुओं में ग्लूकोज इकाइयाँ α-1,4-ग्लाइकोसिडिक बांड द्वारा जुड़ी होती हैं। तीन मुख्य प्रकार हैं: अल्फा-साइक्लोडेक्सट्रिन, जिसमें छह ग्लूकोज इकाइयाँ हैं, बीटा-साइक्लोडेक्सट्रिन, जिसमें सात इकाइयाँ हैं, और गामा-साइक्लोडेक्सट्रिन, जिसमें आठ इकाइयाँ हैं।
प्रत्येक संस्करण में गुहाएं अलग-अलग आकार की होती हैं, जो अणुओं को विभिन्न यौगिकों के साथ जुड़ने और बातचीत करने देती हैं। अल्फा-साइक्लोडेक्सट्रिन के लिए, हाइड्रोफोबिक गुहा की चौड़ाई 4.7 और 5.3 Å के बीच है, और गामा-साइक्लोडेक्सट्रिन के लिए, यह 7.5-8.3 Å के बीच है। सही आकार चुनने की यह क्षमता अणुओं को उनके रासायनिक और भौतिक गुणों के आधार पर सटीक रूप से समाहित करने की अनुमति देती है।
तापमान, पीएच, एकाग्रता अनुपात, और मेजबान और अतिथि अणु कितने थर्मोडायनामिक रूप से संगत हैं, कुछ ऐसी चीजें हैं जो प्रभावित करती हैं कि अणु कितनी अच्छी तरह से संपुटित होते हैं। शोधकर्ताओं ने पाया है कि सबसे अच्छा समावेशन जटिल गठन तब होता है जब अतिथि अणु प्रूडक्ट पॉकेट के अंदर पूरी तरह से फिट बैठता है, जिससे वैन डेर वाल्स बलों और हाइड्रोफोबिक इंटरैक्शन का अधिकतम लाभ मिलता है।
बाज़ार में मौजूद लगभग 40% दवाओं और शोध में शामिल 90% यौगिकों में पानी में अच्छी तरह से न घुलने की समस्या है। साइक्लोडेक्सट्रिन समावेशन कॉम्प्लेक्स अवशोषण और टूटने की दर को काफी बेहतर बनाकर इस समस्या का समाधान करते हैं। जब दवा के अणु जो पानी पसंद नहीं करते हैं, उत्पाद की जेब में प्रवेश करते हैं, तो वे एक कॉम्प्लेक्स बनाते हैं जो दवा को ऐसी स्थिति में रखता है जिससे ऐसा लगता है जैसे वह घुल गई है।
नैदानिक परीक्षणों से पता चलता है कि साइक्लोडेक्सट्रिन कॉम्प्लेक्सेशन ऐसे यौगिकों को 200 से 500% अधिक जैवउपलब्ध बना सकता है जो आसानी से नहीं घुलते हैं। वोरिकोनाज़ोल इंजेक्शन, जिसके साथ बनाया जाता हैबीटाडेक्स सल्फोबुटिल ईथर सोडियम, यह इस बात का एक अच्छा उदाहरण है कि यह विधि व्यावसायिक दवाओं में कितनी अच्छी तरह काम करती है।
फार्मास्युटिकल स्थिरता की समस्याओं के कारण उद्योग को उत्पाद रिफंड और दवाओं के निर्माण के तरीके को बदलने के प्रयासों में हर साल अरबों डॉलर का नुकसान होता है। साइक्लोडेक्सट्रिन एनकैप्सुलेशन प्रकाश, ऑक्सीजन, गर्मी और नमी को उन सक्रिय औषधीय अवयवों को तोड़ने से रोकता है जो उनके प्रति संवेदनशील हैं।
कॉम्प्लेक्स एक आणविक ढाल के रूप में काम करता है, जो चिकित्सीय प्रभावशीलता को बनाए रखते हुए शेल्फ जीवन को बढ़ाता है। इसके अलावा, नियंत्रित रिलीज फॉर्मूलेशन जो लंबे समय तक लगातार दवाएं देते हैं, तब संभव होता है जब साइक्लोडेक्सट्रिन को हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज जैसी सामग्री के साथ मिलाया जाता है।
चिकित्सा की सफलता के लिए रोगी का अनुपालन बहुत महत्वपूर्ण है, विशेषकर बच्चों और वृद्ध लोगों के लिए। बहुत से सक्रिय अवयवों में खट्टा, धात्विक, या अन्यथा अप्रिय स्वाद होता है जिससे लोगों को उनकी दवा निर्धारित अनुसार लेने की संभावना कम हो जाती है।
खराब अणुओं को हाइड्रोफोबिक गुहा के अंदर डालकर, साइक्लोडेक्सट्रिन एनकैप्सुलेशन इन ऑर्गेनोलेप्टिक गुणों को सफलतापूर्वक छिपा देता है। स्वाद कलिकाएं बंद रसायनों को नहीं पकड़ पाती हैं, लेकिन आंतों में पहुंचने के बाद भी दवा को अवशोषित किया जा सकता है।
जब दवाएं IV के माध्यम से दी जाती हैं, तो उन्हें सुरक्षा और प्रभावशीलता के लिए बहुत उच्च मानकों को पूरा करना चाहिए। विशेष रूप से साइक्लोडेक्सट्रिन डेरिवेटिवसल्फोब्यूटाइलथर-बीटा-साइक्लोडेक्सट्रिनऔरहाइड्रोक्सीप्रोपाइल-बीटा-साइक्लोडेक्सट्रिन, IV के माध्यम से दिए जाने पर बहुत अच्छी तरह से सहन किया जाता है।
ये एक्सीसिएंट उन रसायनों को तैयार करना संभव बनाते हैं जिन्हें पहले वितरित नहीं किया जा सका क्योंकि वे हानिकारक कोसॉल्वैंट्स का उपयोग किए बिना पर्याप्त रूप से घुल जाते हैं। रक्त प्लाज्मा में समावेशन परिसरों का त्वरित विघटन यह सुनिश्चित करता है कि दवा तुरंत उपलब्ध है और सहायक पदार्थों के निर्माण को रोकती है।
खाद्य व्यवसाय पर अपने उत्पादों की गुणवत्ता और सुरक्षा को ध्यान में रखते हुए कम सिंथेटिक परिरक्षकों का उपयोग करने का लगातार दबाव रहता है। अणुओं में प्राकृतिक रोगाणुरोधी, एंटीऑक्सिडेंट और स्वाद सामग्री को शामिल करके, साइक्लोडेक्सट्रिन तकनीक समस्याओं को हल करने के नए तरीके प्रदान करती है।
आवश्यक तेल जो संपुटित होते हैं वे अपने जीवाणुरोधी गुणों को बनाए रखते हैं लेकिन अपने मजबूत स्वाद को खो देते हैं जो भोजन के स्वाद को बहुत मजबूत बना सकते हैं। यह एप्लिकेशन "क्लीन लेबल" उत्पादों के लिए ग्राहकों की मांग को पूरा करते हुए स्वाभाविक रूप से उत्पादों के शेल्फ जीवन को बढ़ाता है।
करक्यूमिन, रेस्वेराट्रोल और ओमेगा-3 फैटी एसिड जैसे कई अच्छे रसायन जैवउपलब्ध नहीं हैं, जिसका अर्थ है कि उनका उपयोग दवा के रूप में नहीं किया जा सकता है। साइक्लोडेक्सट्रिन कॉम्प्लेक्सेशन इन पोषक तत्वों को अवशोषित करना बहुत आसान बनाता है।
अध्ययनों से पता चलता है कि करक्यूमिन-साइक्लोडेक्सट्रिन कॉम्प्लेक्स की प्लाज्मा सांद्रता सामान्य करक्यूमिन फॉर्मूलेशन की तुलना में 10-15 गुना अधिक है। इस सुधार के साथ, मौखिक खुराक जो पहले काम नहीं कर रही थी, अब प्राकृतिक स्वास्थ्य विकल्पों की तलाश कर रहे लोगों के लिए चिकित्सीय रूप से उपयोग की जा सकती है।
अस्थिर स्वाद यौगिकों के कारण भोजन को कुछ तरीकों से संग्रहित करना और तैयार करना कठिन हो जाता है। कुछ बनाते समय, उच्च तापमान नाजुक स्वाद को बर्बाद कर सकता है, और जब इसे संग्रहीत किया जाता है, तो परिस्थितियाँ स्वाद को इधर-उधर कर सकती हैं या खराब कर सकती हैं।
साइक्लोडेक्सट्रिन एनकैप्सुलेशन इन मूल्यवान रसायनों को प्रसंस्करण के दौरान सुरक्षित रखता है और उपभोग के दौरान उन्हें धीरे-धीरे जारी होने देता है। तकनीक खेत से थाली तक स्वाद को एक जैसा रखती है, जिससे ग्राहक खुश होते हैं और उत्पाद की गुणवत्ता में सुधार होता है।
दवा और खाद्य उद्योगों में इसके पारंपरिक उपयोग से परे, इसका उपयोग पर्यावरण में भी किया जा सकता है। चयनात्मक आणविक पहचान और एनकैप्सुलेशन के माध्यम से, ये अणु प्रदूषित पानी और भूमि से कार्बनिक विषाक्त पदार्थों से छुटकारा पाने में बहुत अच्छे हैं।
उत्पाद से बनी सामग्री पर्यावरणीय मैट्रिक्स से शाकनाशी, औद्योगिक विलायक और पेट्रोलियम उत्पाद प्राप्त कर सकती है। संपुटित प्रदूषकों को अलग करना और सुरक्षित रूप से छुटकारा पाना आसान होता है, जो दुनिया भर के पर्यावरण को साफ करने में मदद करता है।
उन्नत रासायनिक सेंसर का उपयोग आणविक पहचान क्षमताओं द्वारा संभव बनाया गया है जो इसे दवा वितरण के लिए उपयोगी बनाता है। संशोधित साइक्लोडेक्सट्रिन डेरिवेटिव का उपयोग करके, व्यक्तिगत अणुओं को समावेशन कॉम्प्लेक्स बनाकर जटिल मिश्रण में पाया जा सकता है जो सिग्नल भेजते हैं जिन्हें मापा जा सकता है।
इन सेंसरों का उपयोग खाद्य सुरक्षा का परीक्षण करने, आसपास पर नज़र रखने और दवाओं की गुणवत्ता सुनिश्चित करने के लिए किया जाता है। मेजबान-अतिथि रसायन विज्ञान कई अन्य निदान विधियों से बेहतर है क्योंकि यह अधिक चयनात्मक और संवेदनशील है।
समावेशन परिसरों की भौतिकी को समझकर सूत्रधार साइक्लोडेक्सट्रिन का सर्वोत्तम उपयोग कर सकते हैं। हाइड्रोफोबिक इंटरैक्शन, वैन डेर वाल्स बल, और मेजबान और अतिथि अणुओं के बीच हाइड्रोजन बांड कुछ ऐसे बल हैं जो चीजों को स्थानांतरित करते हैं।
स्थिरता स्थिरांक को जटिलता के दौरान एन्थैल्पी और एन्ट्रापी में परिवर्तन द्वारा निर्धारित किया जाता है। यह स्थिरांक सीधे चिकित्सीय या कार्यात्मक प्रभावों से जुड़ा हुआ है। सामान्य तौर पर, जो कॉम्प्लेक्स मजबूत होते हैं और बेहतर काम करते हैं उनमें स्थिरता स्थिरांक अधिक होते हैं।
परमाणु चुंबकीय अनुनाद स्पेक्ट्रोस्कोपी, विभेदक स्कैनिंग कैलोरीमेट्री, और एक्स-रे क्रिस्टलोग्राफी कुछ सबसे उन्नत विश्लेषणात्मक तरीके हैं जिनका उपयोग जटिल प्रणालियों की संरचना और व्यवहार का विस्तार से अध्ययन करने के लिए किया जा सकता है। ये उपकरण ऐसे फॉर्मूलेशन बनाना संभव बनाते हैं जो कुछ उपयोगों के लिए सबसे अच्छा काम करते हैं।
औद्योगिक साइक्लोडेक्सट्रिन बनाने के लिए, आपको जटिल बायोइंजीनियरिंग विधियों और सख्त गुणवत्ता नियंत्रण प्रणालियों का उपयोग करने की आवश्यकता है। क्योंकि विनिर्माण प्रक्रिया इतनी जटिल है, हमें ऐसे स्रोतों की आवश्यकता है जिनके पास फार्मास्युटिकल सहायक पदार्थ बनाने का बहुत अधिक अनुभव हो।
तापमान, पीएच, प्रतिक्रिया समय और जिस तरह से उत्पाद को साफ किया जाता है, उसका उसकी गुणवत्ता और स्थिरता पर बड़ा प्रभाव पड़ता है। वाणिज्यिक फार्मास्युटिकल अनुसंधान का समर्थन करने के लिए, आपूर्तिकर्ताओं को यह दिखाना होगा कि वे बैचों को दोहरा सकते हैं और लंबी अवधि में विश्वसनीय आपूर्ति प्रदान कर सकते हैं।
विनियामक अनुपालन कठिनाई का एक और स्तर जोड़ता है, जिसके लिए विस्तृत रिकॉर्ड और सत्यापन अध्ययन की आवश्यकता होती है। सफल उत्पाद आपूर्तिकर्ता अपनी दवा मास्टर फाइलों को अद्यतन रखते हैं और ग्राहक नियामक प्रस्तुतियों के लिए तकनीकी सहायता प्रदान करते हैं।
जैसे-जैसे शोधकर्ता अणुओं को घेरने के नए तरीके खोजते हैं, दवा, भोजन और औद्योगिक उपयोग पर उत्पाद प्रौद्योगिकी के परिवर्तनकारी प्रभाव बढ़ते रहते हैं। यह लचीला सहायक पदार्थ सुरुचिपूर्ण आणविक समाधानों का उपयोग करके दवा परिवहन, उत्पाद स्थिरता और प्रदर्शन सुधार में महत्वपूर्ण समस्याओं का समाधान करता है।
भविष्य में साइक्लोडेक्सट्रिन इनोवेशन की काफी उम्मीदें हैं। शोधकर्ता अभी भी नए डेरिवेटिव, बेहतर अनुप्रयोगों और संयोजन प्रौद्योगिकियों पर गौर कर रहे हैं। जैसे-जैसे फॉर्मूलेशन समस्याओं को हल करना कठिन होता जा रहा है, साइक्लोडेक्सट्रिन के विशेष गुण इसे दुनिया भर के कई अलग-अलग व्यवसायों में नए उत्पाद बनाने के लिए एक आवश्यक उपकरण बनाते हैं।
1. साइक्लोडेक्सट्रिन अन्य पदार्थों से किस प्रकार भिन्न है जो चीज़ों को बेहतर ढंग से घोलता है?
यह सिर्फ सॉल्वैंट्स को अधिक धारण नहीं करता है, यह एक अद्वितीय रासायनिक एनकैप्सुलेशन प्रक्रिया के माध्यम से ऐसा करता है। पारंपरिक सॉल्यूबिलाइज़र ये सभी चीज़ें एक ही समय में नहीं कर सकते हैं, लेकिन यह प्रक्रिया कर सकती है। यह स्थिरता में सुधार करता है, स्वाद को छिपाता है और रिहाई को नियंत्रित करता है।
2. मैं कैसे पता लगाऊं कि किस प्रकार का साइक्लोडेक्सट्रिन मेरे प्रोजेक्ट के लिए सबसे अच्छा काम करेगा?
चयन अधिकतर अतिथि अणु के आकार और विशेषताओं पर आधारित होता है। अल्फा-साइक्लोडेक्सट्रिन छोटे अणुओं के साथ सबसे अच्छा काम करता है, बीटा-साइक्लोडेक्सट्रिन मध्यम आकार के रसायनों के साथ सबसे अच्छा काम करता है, और गामा-साइक्लोडेक्सट्रिन बड़े अणुओं के साथ सबसे अच्छा काम करता है। आणविक मॉडलिंग और प्रयोगात्मक स्क्रीनिंग चयन प्रक्रिया को बेहतर बनाने में मदद करती है।
3. यदि आप इसका उपयोग करते हैं, तो क्या सुरक्षित रहने का कोई कारण है?
प्राकृतिक साइक्लोडेक्सट्रिन और अनुमोदित संस्करणों की सुरक्षा प्रोफ़ाइल बहुत अच्छी हैं। बीटा-साइक्लोडेक्सट्रिन और इसके डेरिवेटिव को आमतौर पर भोजन में उपयोग के लिए सुरक्षित माना जाता है। दूसरी ओर, फार्मास्युटिकल-ग्रेड सामग्री मानव उपयोग के लिए सख्त सुरक्षा मानकों को पूरा करती है।
4. कौन से कारक किसी समावेशन परिसर की सुरक्षा को प्रभावित करते हैं?
अंतरिक्ष में आणविक फिट, तापमान, पीएच, एकाग्रता और प्रतिस्पर्धी पदार्थ सभी प्रभावित कर सकते हैं कि एक परिसर कितना स्थिर है। सर्वोत्तम परिस्थितियाँ थर्मल अनुकूलता को अधिकतम करती हैं और उपयोग और भंडारण के दौरान होने वाले जटिल पृथक्करण की मात्रा को कम करती हैं।
5. साइक्लोडेक्सट्रिन का दवाओं के रिलीज़ होने पर क्या प्रभाव पड़ता है?
फॉर्मूलेशन कैसे बनाया जाता है इसके आधार पर, यह दवा के रिलीज़ को तेज़, धीमा या सीमित कर सकता है। तीव्र जटिल पृथक्करण तत्काल रिलीज़ में सुधार करता है, और पॉलिमर संयोजन विस्तारित रिलीज़ पैटर्न की अनुमति देता है जिसे विशिष्ट चिकित्सीय आवश्यकताओं के अनुरूप बनाया जा सकता है।
6. क्या साइक्लोडेक्सट्रिन का उपयोग अन्य सामग्रियों के साथ करना संभव है?
यह दिखाया गया है कि यह अधिकांश दवा सहायक पदार्थों के साथ अच्छा काम करता है। पॉलिमर, सर्फेक्टेंट और अन्य उपयोगी सहायक पदार्थों को स्मार्ट तरीकों से संयोजित करने से अक्सर ऐसे लाभ मिल सकते हैं जो प्रत्येक घटक अपने आप में जो कर सकता है उससे कहीं अधिक होता है।
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